proyecto 2016

INVESTIGACIÓN EN CÁNCER DEL DESARROLLO
Modelo de terapia de precisión: tratamientos personalizados de rescate
para cada paciente (en base a las anomalías genéticas del tumor y el test
de fármacos en modelo animal)
1. Introducción
El cáncer es un grupo de aproximadamente unas 100 enfermedades caracterizadas por un
hecho común: la expansión territorial de un conjunto de células mutadas.
Hay una serie de elementos comunes a todos los cánceres (1):




Una proliferación celular acelerada con el consiguiente acúmulo de células anormales
La diversificación genética del grupo en expansión y la adquisición de nuevas
mutaciones en el compartimento de células madre
La selección que induce la presión competidora por los nutrientes y el territorio
La emergencia de grupo/s dominante/s a partir de los procesos anteriores.
La diversidad de tipos de cáncer, la heterogeneidad de las alteraciones moleculares en el
mismo tipo de tumor y entre las células de un mismo tumor y las múltiples combinaciones de
mutaciones descritas en un número creciente de genes, hacía prever una gran dificultad para
explicar el fenómeno del cáncer en base a unos principios biológicos comunes.
Los estudios más recientes de secuenciación completa han permitido una visión global del
conjunto de mutaciones existentes en los distintos tumores. Así, los tumores sólidos más
frecuentes en el adulto presentan una media de 33-66 mutaciones en genes que alteran la
función de la proteína, conocidos como drivers. Algunos tumores como los melanomas o los
cánceres relacionados con el tabaco presentan un número mucho más elevado de mutaciones
(una media de 200) mientras que los tumores del desarrollo (comúnmente conocidos como
cáncer infantil) y las leucemias presentan una media de 9 mutaciones relevantes en genes
drivers, algunos casos extremos con 1 sola mutación. (2)
Aunque el tratamiento actual para la mayoría de los tumores potencialmente curables es la
combinación de quimioterápicos, los primeros estudios en los años 1960-70 demostraron que
hay tumores que pueden curarse con el uso de un solo fármaco. Estas fueron las primeras
evidencias empíricas de terapia dirigida hacia una particular susceptibilidad de las células
tumorales en su conjunto.
Durante la progresión tumoral, proceso dinámico y cambiante, el genoma de las células
tumorales se vuelve inestable y cambia. La experiencia con la secuenciación completa de los
distintos tumores del desarrollo nos enseña que el tratamiento citotóxico es el mayor inductor
de mutaciones.
Así, los tumores secuenciados de pacientes en recaída post tratamiento presentan entre 3 y 5
veces mayor número de mutaciones que el tumor del mismo paciente al diagnóstico, antes del
tratamiento. Los mecanismos de resistencia a la quimio/radioterapia inducidos por los mismos
tratamientos citotóxicos son conocidos, como las mutaciones en p53 y los genes que regulan el
transporte de fármacos.
Por todo ello, la gran mayoría de pacientes con tumores en recaída o progresión durante el
tratamiento convencional no tienen opciones curativas con el manejo estándar. Para estos
casos una opción sería la identificación de tratamientos únicos o combinados dirigidos a dianas
terapéuticas que, aunque heterogéneas, puedan ser importantes para la progresión. La
cuestión radica en qué proporción de casos y porcentaje de células del tumor pueden
detectarse dianas terapéuticas potencialmente tratables con la tecnología molecular
disponible actualmente. Se han descrito ya biomarcadores individualizados que pueden ser
útiles para predecir la actividad de ciertos fármacos dirigidos contra dianas concretas, como
los inhibidores de ALK, b-RAF, c-KIT, SHH, PARP, etc.
La posibilidad de analizar el genoma completo para cada paciente permite plantear la hipótesis
de un diseño de tratamiento más preciso. Además, los esfuerzos realizados en screenings de
fármacos en paneles amplios de líneas celulares han permitido establecer patrones de
expresión genética asociados con respuestas a diversos fármacos.
A partir de la información molecular, la experiencia del equipo, la valoración preclínica de la
respuesta del tumor al fármaco/s en modelos animales del mismo tumor analizado, y la
disponibilidad de fármacos con adecuada información farmacológica, pueden diseñarse
terapias de mayor precisión en el caso de tumores en progresión refractaria al tratamiento
convencional.
Recientemente se ha publicado el primer estudio de viabilidad del análisis molecular
personalizado para tumores pediátricos, en concreto para neuroblastoma en progresión
refractaria. El grupo cooperativo liderado por G.L. Saulnier Sholler reporta el estudio de 5
casos con neuroblastoma en progresión a los que con una nueva biopsia se les realiza un
estudio exhaustivo que incluye generación de xenoimplantes, cultivo in vitro, arrays de
expresión de RNA, arrays de CGH, y secuenciación de del exoma. (5) En plazos de 12-15 días
fueron capaces de reunir suficiente información relevante para proponer tratamiento
relacionado con las alteraciones moleculares identificadas.
Con estos antecedentes, planteamos un estudio que en 2016 mejore las experiencias previas
teniendo en cuenta los aprendizajes.
2. Hipótesis
El diseño de un plan terapéutico basado en la información molecular generada a partir del
estudio genómico del tumor en el momento de la recaída o progresión y su evaluación
preclínica en el modelo animal, permitirá un tratamiento más seguro y eficaz para los
pacientes que sólo cualifican para estudios de fase I o tratamiento compasivo.
3. Objetivos
1. Obtener biopsias de tumores en recaída o refractarios al tratamiento convencional con
el objetivo de desarrollar un plan terapéutico basado en el estudio genómico y su
evaluación farmacológica preclínica en un modelo animal de xenoimplante.
2. Análisis genómico en tiempo real (3-6 semanas) de las muestras post tratamiento para
determinar a nivel de todo el genoma alteraciones que puedan ser relevantes para
tratamiento dirigido.
3. Análisis de farmacología preclínica en modelos animales de xenoimplante de tumores
primarios (PDX) de las opciones terapéuticas derivadas del perfil molecular.
4. Determinar el porcentaje de casos en los que se puede elaborar una recomendación
terapéutica basada en el perfil molecular y la farmacología preclínica. Optimización de
los tiempos necesarios para establecer una recomendación terapéutica a partir de un
consenso “molecular tumor board”.
5. Tratamiento del paciente de acuerdo con el protocolo asistencial “terapias off-label”
aprobado por la institución a partir del conocimiento adquirido en los objetivos
anteriores.
4. Metodología
1.
Consentimiento informado específico para el estudio. Biopsias a cielo abierto siempre
que el paciente esté en buen estado general y que el riesgo quirúrgico sea asumible en el
contexto de progresión de la enfermedad.
A partir de las muestras (en fresco) de tumor obtenidas de pacientes al diagnóstico con
tumores considerados de alto riesgo (porcentaje de supervivencia calculado inferior al 25%) o
en la recaída o progresión de pacientes menores de 21 años de edad:
2. La muestra obtenida será dividida en función de su tamaño y calidad para los diversos
estudios:
2.1 Diagnóstico anátomo-patológico convencional
2.2 Medio de cultivo para implante en el modelo animal en nuestro centro
2.3 Extracción de ADN y ARN convencional para el análisis genómico y de expresión. Se
utilizará la plataforma de Affymetrix Cytoscan para el análisis de aberraciones
genómicas y la secuenciación en paralelo (IlluminaHiSeq) para el estudio de
mutaciones. Estos análisis serán realizados en centros colaboradores de Barcelona.
3. Para aquellos tumores en los que se consiga su crecimiento en el modelo murino, se
realizará el estudio de farmacología preclínica en nuestro laboratorio. La tasa de éxito del
implante en nuestra experiencia es del 20-40%, dependiendo del tipo de tumor. Los modelos
con PDX nos han ayudado a establecer e identificar fármacos y combinaciones así como
protocolos de administración más eficaces y seguros, posibilitando una traslación directa a los
pacientes (7,8). Una vez identificado el fármaco o combinación al cual el tumor en estudio
responde, se establecerá una recomendación terapéutica basada en el consenso del equipo
multidisciplinar o “molecular tumor Board”.
4. Para el desarrollo del molecular tumor board se constituirá un grupo de trabajo con la
implicación de los profesionales con experiencia en el desarrollo del modelo: cirujanos,
patólogos, biólogos moleculares, farmacéuticos y oncólogos.
5. Tratamiento del paciente en función de las recomendaciones consensuadas en el molecular
tumor board. Los pacientes en los que no se pueda desarrollar modelo preclínico o no haya
tiempo suficiente para su desarrollo, se tratarán en función exclusivamente de la información
disponible en el contexto de la enfermedad y del conocimiento existente en la literatura sobre
los fármacos recomendados.
5. Presupuesto
El presupuesto se ha estimado para un total de 50 pacientes al año. No se requiere la
financiación en su globalidad para su inicio. Se irán incluyendo pacientes en el proyecto a
medida que se disponga de financiación.
El coste estimado por paciente es de 4.500 €
Concepto
Personal (Investigador pre-dcotoral)
Secuenciación NGS (*)
Análisis Cytoscan (**)
Modelos animal en ratones NOD/SCID (***)
TOTAL
(*) 1.700 € por paciente
(**) 500 € por paciente
(***) 1.500 € por paciente
AÑO 1
27.000
85.000
25.000
75.000
212.000
AÑO2
27.000
85.000
25.000
75.000
212.000
AÑO3
27.000
85.000
25.000
75.000
212.000
TOTAL
81.000
255.000
75.000
225.000
636.000
Bibliografía:
1.
Greaves M. Cancer causation: the Darwinian downside of past success? Lancet Oncol
2002; 3: 244-251.
2.
Vogelstein B., et al. Cancer genome landscapes. Science 2013; 339: 1543-1558.
3.
Mora J. Porqué la quimioterapia no cura a todos los pacientes con cáncer? An Pediatr
Contin. 2011; 9(3):191-6
4.
Von Hoff DD. Pilot study using molecular profiling of patient’s tumors to find potential
targets and select treatments for their refractory cancers. J Clin Oncol. 2010 Nov
20;28(33):4877-83.
5.
Saulnier Sholler GL., et al. A pilot trial testing the feasibility of using molecular-guided
therapy in patients with recurrent neuroblastoma. J Cancer Ther. 2012; 3:602-12.
6. Harris MH., et al. Multicenter Feasibility Study of Tumor Molecular Profiling to Inform
Therapeutic Decisions in Advanced Pediatric Solid Tumors. The Individualized Cancer Therapy
(iCat) Study. JAMA Oncol 2016
7. Monterrubio C, et al. Combined microdialysis-tumor homogenate method for the study of
the steady state compartmental distribution of a hydrophobic anticancer drug in animal
models with patient-derived xenografts. Pharm Res 2015.
8. Ordoñez JL, et al. PARP inhibitor Olaparib enhances sensitivity of Ewing Sarcoma cells to
Trabectedin: An in vitro and in vivo assay. Oncotarget 2015.