Autor: Alexandra NISTOROIU |
Acest articol a aparut initial in Viata Medicala

Nu poți să vindeci ceea ce nu înțelegi, spunea titlul articolului de copertă a unei reviste NewsWeek de acum trei ani. Editorialul sublinia ideea că eșecul comunității medicale în încercarea de a vindeca toate formele de cancer își are sursa în lipsa de înțelegere a întregii sale complexități. Într-o încercare de a găsi panaceul pentru cancer, care tinde să scape mereu printre degetele cercetătorilor, știința contemporană a enunțat, pe rând, trei paradigme. Le-a prezentat în detaliu Doru Paul, profesor asistent la Northwell-Hofstra University (New York), în deschiderea primului Simpozion translațional de oncologie personalizată pentru combaterea cancerului „Stop Cancer”, organizat la București în perioada 21–23 aprilie 2017.

Manifestarea a adus în țară 15 profesori româno-americani, care au propus publicului, alături de colegii lor din România, o abordare rotundă a cancerului, de la chimioterapie, chirurgie și tratamente țintite, trecând prin imunoterapie, îngrijiri paliative, consiliere nutrițională, sprijin psihologic, până la cercetare fundamentală și bioinformatică.

 Cancerul este un extraterestru

Prima din cele prezentate de Doru Paul a fost paradigma xenobiotică, care poate fi exprimată concis astfel: „Cancerul este un extraterestru”. În ultimele patru decenii, cancerul a fost considerat mai ales o boală genetică, iar cercetarea s-a concentrat pe caracterizarea numărului și naturii genelor asociate cu oncogeneza. Astăzi ne este deja clar că, la nivel genetic, fiecare cancer individual are un substrat unic, compus din multiple modificări genetice idiosincratice. Unele dintre aceste transformări genetice se numesc drivers, pentru că ele conduc procesul de oncogeneză, iar celulele canceroase dezvoltă o dependență față de ele.

De la conceptul de „glonț magic” al lui Paget, principala strategie în cercetare a fost războiul nixonian asupra cancerului, care a căutat să definească și să țintească trăsăturile idiosincratice ale „inamicului”. Ideea că această boală reprezintă ceva radical diferit a fost recent împinsă la extrem de Mark Vincent de la University of Western Ontario. El descrie cancerul ca un organism asemănător protozoarului, străin gazdei sale, care crește în interiorul corpului uman.

Ca o formă de viață extraterestră unicelulară, xenobioticul ar lua naștere din reactivarea în genom a unui „program de supraviețuire antic”. Strategia xenobiotică a fost folosită pentru a denumi o varietate de agenți terapeutici moleculari țintiți. Mark Vincent nu este primul autor care să prezinte ipoteza unei „reprimitivizări”. Aceeași noțiune fusese avansată în 1978 de Octavian Udriște în cartea sa „Gena ancestrală și originea cancerului”, în care scrie: „Informația despre cancer este de origine endogenă, depozitată într-o mică fracție a ADN-ului (ancestral) anaerob, care este un component natural al genomului nuclear la toate eucariotele. Factorii care generează cancerul sunt agresori antiinformaționali, care își au originea în mediul intern și extern al organismului. Aceștia distrug informația prin entropie, reactivând genele oncogene din secvența nucleică anaerobă și activând implicit întregul program de date cibernetice ancestral, în vreme ce programul de date cibernetice specific rămâne parțial sau complet inhibat”.

 Cancerul este un parazit

 Robert Gatenby, de la centrul de cancer Moffitt, a venit cu ideea de a face pace cu cancerul și a inventat o abordare inovatoare de luptă împotriva cancerului, numită „terapia adaptativă”. Această strategie anti-nixoniană constă în administrarea continuă de doze de chimioterapie mai mici decât cele obișnuite, într-un stil metronomic, care nu ar putea eradica în totalitate celulele canceroase, dar ar putea preveni dezvoltarea de clone rezistente. S-ar crea astfel o stare simbiotică de tip gazdă-parazit între organismul normal și celulele canceroase. Un exemplu de abordare specifică paradigmei simbiotice este folosirea tratamentului de întreținere după stabilizarea bolii.

 Cancerul este un program celular modificat

Paradigma actuală vede cancerul ca pe o dezorganizare haotică a funcțiilor celulare cauzată de mutații genetice arbitrare supuse selecției darwiniene. Paradigma oncobiotică spune că modificările care apar înăuntrul celulelor canceroase ca transformări non-aleatorii din cauza unui declic al programului celular modificat care poate fi rescris sau făcut să meargă diferit duc la starea non-neoplazică. O astfel de reprogramare ar putea să ocolească anomaliile genetice prezente în cancer, redesenând traseul fenotipului celular canceros spre a-l face benign. O intervenție oncobiotică de succes este folosirea ATRA (acid all-trans-retinoic) în leucemia promielocitară acută.

Cele trei paradigme de mai sus sunt informative și ar trebui să fie integrate în intervenții dirijate cu atenție precum: țintirea idiosincraziilor cancerului, inducerea unei simbioze între cancer și organismul normal, generarea de semnale capabile să modifice programul cancerului. Aplicând aceste abordări în contextul clinic potrivit lor, sperăm să putem îmbunătăți prognosticul pacienților oncologici, a încheiat Doru Paul prezentarea cu care a deschis simpozionul.

A urmat un  keynote lecture susținut de Mircea Ivan, profesor asociat de medicină, microbiologie și imunologie la Universitatea Indiana (Statele Unite). Mircea Ivan a vorbit despre senzorii celulari de oxigen. Enzimele de prolil-hidroxilază EGLN (egg-laying deficiency protein nine-like protein) și țintele lor bine cunoscute, factorii inductibili prin hipoxie, formează axa unui sistem vechi de monitorizare a oxigenului folosit de toate celulele de metazoare, frecvent perturbat în cancer.

În prezentarea sa, Mircea Ivan a sintetizat drumul de la descoperirea acestui mecanism până la înțelegerea actuală a adaptării celulelor și a organismelor la fluctuațiile concentrațiilor de oxigen în fiziologie și patologie. A explicat felul în care feedback-urile integrate bazate pe transcrieri codante și necodante, precum și metaboliții introduc straturi multiple de complexitate în răspunsul hipoxic.

În aprilie 2001, grupul lui Mircea Ivan raporta descoperirea hidroxilării prolinei în HIF arătând că este evenimentul esențial în monitorizarea oxigenului de către celule. Așa se năștea o nouă arie de cercetare care, în 16 ani, a ajuns foarte aproape de clinică. Studii publicate toamna trecută arată cum un compus care dezactivează HIF-2α ar putea fi foarte eficient în cancerul renal. Aplicațiile descoperirii pot fi numeroase, de la anemia din boala renala cronică, la tratamentul bolilor inflamatorii cronice și ischemice. Prin analogie cu deja clasicul fosfoproteom, se poate discuta astăzi de hidroxilproteom format din totalitatea grupurilor OH atașate unor proline și asparagine specifice din proteine diverse funcțional.

 Predicția în cancerul de prostată

 La centrul de cancer Memorial Sloan Kettering, prof. as. dr. Daniel Dănilă explorează ipoteza conform căreia stratificarea/caracterizarea moleculară a celulelor tumorale circulante (CTC) poate fi folosită pentru a evalua determinanții biologici ai creșterii tumorilor în cancerul de prostată. În studiile sale, Daniel Dănilă încearcă să identifice ce pacienți cu cancer de prostată vor beneficia de tratament și care dintre ei vor dezvolta rezistență la medicație. CTC sunt folosite ca biomarkeri: ajută la calculul beneficiul clinic printr-un surogat, la stabilirea probabilității de supraviețuire a pacientului și/sau la monitorizarea tratamentului.

Unul dintre studiile grupului său, publicat în iunie în jurnalul Asociației europene de urologie, arată că CTC care exprimă proteina AR-V7 localizată în nucleu identifică pacienții cu cancer de prostată metastatic rezistent la castrare (mCRPC), care au șanse mai mari de supraviețuire pe terapia cu taxani, decât la tratamentul cu inhibitorii semnalizării receptorului de androgen (ARSi): acetat de abirateronă, enzalutamidă și apalutamidă.

 Tdark, ignoromul

 Cea mai captivantă sesiune, din punctul meu de vedere, a fost cea de bioinformatică – deși a lăsat o parte din public poate mai confuz decât impresionat. În această sesiune, Tudor Oprea a oferit niște observații fascinate despre proteomul uman, prezentând niște proiecte ample de cercetare realizate de echipa sa de la Universitatea din New Mexico.

Schemele actuale de clasificare a proteinelor sunt bazate pe criterii funcționale și structurale. Pentru prioritizarea țintelor și dezvoltarea terapeutică, este folositor să înțelegem cât de multe și ce tipuri de date sunt disponibile pentru o proteină dată, ceea ce pune în evidență țintele bine studiate și cele mai prost studiate. În acest context, cercetătorii de la New Mexico au dezvoltat o schemă de clasificare, care folosește trei criterii pentru a plasa fiecare proteină într-una din patru categorii, sau patru niveluri de dezvoltare a țintelor terapeutice (TDL): Tclin – nivelul clinic, țintele de eficiență pentru medicamentele cunoscute (3% din proteom), Tchem – nivelul chimic (proteine pentru care sunt cunoscute interacțiunile cu moleculele mici deasupra nivelurilor de referință specifice clasei), Tbio – nivel biologic, proteine pentru care sunt cunoscute aspectele funcționale sau patologice și, nu în ultimul rând, Tdark – „ignoromul”, proteine slab descrise, pentru care este disponibil cel mai mic număr de probe moleculare.

Studiul echipei din New Mexico, publicat în Nature Reviews, a arătat că există un deficit imens de cunoaștere: „două proteine din cinci sunt în întuneric”, în Tdark. Ca o proteină să ajungă din Tdark în grupul Tclin, al proteinelor care sunt ținte terapeutice, durează 15–20 de ani. „Farmacologia și biochimia acoperă cam 10% din proteomul uman, deci trebuie încă mult cercetat ca să înțelegem ce se întâmplă în corpul uman”, a adăugat Tudor Oprea. Echipa lui a analizat modul în care au fost atribuite peste 40.000 de granturi NIH (National Institute of Health), alocate în perioada 2011–2015, totalizând 32 de miliarde de dolari. Așa au arătat că 90% din proteinele cuprinse în Tdark nu beneficiază de niciun fel de finanțare, în jur de 9.000 de proteine. „Noi observăm că este o finanțare foarte scăzută pentru Tdark, dar întrebarea este de ce. Cel mai probabil este pentru că ne lipsesc probe moleculare, fie anticorpi, fie molecule mici cu care să caracterizăm aceste proteine. Și neavând aceste probe, nimeni nu e interesat să lucreze cu proteinele acelea, ceea ce duce la și mai puțină finanțare. De fapt, este un cerc vicios.”

„Cel puțin 3.000 de proteine sunt puternic asociate cu cancerul, cred că sunt foarte multe ținte în lupta contra cancerului pe care ar trebui să le studiem”, a reiterat Tudor Oprea, care crede că este imposibil să mai sperăm la un glonț magic în lupta cu cancerul: „Când te uiți la date de proteomică și faci teste cu toate medicamentele pe toate țintele, în medie, un medicament îți leagă cam două, trei, cinci ținte cel puțin și asta este numai ceea ce știm. Ce nu știm este că probabil sunt zece, o sută de ținte legate”. Apoi, „cancerul nu este un singur cancer, nu este o boală, este un concept. Și fiecare cancer este simultan mai multe subtipuri de cancer, mai multe subclone. Singurul lucru pe care poți să îl faci este ca și când ai juca șah: trebuie să gândești cu trei mutări înaintea cancerului și să gândești: dacă distrug cheia asta, dacă distrug enzima asta, o să se adapteze la asta? Când se adaptează și la asta, trebuie să mai distrug încă una. Și după ce îi dai trei lovituri, [cancerul] nu mai poate să se ridice.”

Cum distingi semnalul de zgomot

Liliana Florea, biolog computațional, doctor în biologie și profesor asociat la John Hopkins School of Medicine (Baltimore), a făcut parte din echipa care a asamblat genomul uman. Volumul în continuă creștere de date rezultate din secvențierea ARN reprezintă o resursă vastă care oferă indicii despre „splicing-ul” alternativ al genelor în stările celulare normale și patologice. Totuși, identificarea variațiilor de splicing (fragmentare a ADN-ului) la mare profunzime rămâne o provocare. Artefactele pot să afecteze grav predicția. Cros-analiza mai multor seturi de date poate îmbunătăți substanțial măsura în care cercetătorii disting „semnalul” de „zgomot”. Totuși, instrumentele practice de care dispun în prezent sunt concepute pentru a analiza doar câte un set de date odată. Liliana Florea a descris mai multe instrumente dezvoltate în laboratorul ei de la Johns Hopkins, inclusiv JULIP, care profită de informația latentă în seturi de date multiple într-un cadru de programare liniară, pentru a identifica mult mai mulți introni decât programele tradiționale (cu 30% mai mult decât programele care lucrează cu un singur set de date, cu 12% decât cumulul rezultatelor obținute pentru toate seturile de date). Îi ia doar câteva minute să analizeze sute de seturi de date de secvențiere ARN într-o rețea de calculatoare.

 ARN codant și necodant

 Prof. dr. George Călin (Houston, Statele Unite) este primul cercetător care a identificat legătura dintre cancerele umane și microARN. Expresia diferențiată recent descoperită în numeroase țesuturi, procese celulare-cheie și afecțiuni pentru mai multe familii de ARN necodant scurt și lung (ARN necodante, ARN care nu codifică proteine în afară de ARN reglator), inclusiv deja faimoasa clasă de microARN (miRNA) sugerează că atât comunitatea medicală, cât și cea științifică au subestimat în mod semnificativ spectrul ARN necodante a căror expresie alterată are consecințe importante în numeroase afecțiuni, a demonstrat prof. dr. George Călin (Houston, SUA). MicroARN și alte ARN necodante scurte sau lungi sunt implicate în inițierea, progresia și metastazele cancerului uman. Principalele transformări moleculare sunt reprezentate de variații în expresiile genice, de obicei ușoare și care au consecințe asupra unui număr larg de gene care codifică proteine țintă. Clasificarea tumorilor umane în funcție de expresiile ARN-urilor necodante scurte sau lungi sau microARN-ului a dus la identificarea semnăturilor asociate cu diagnosticul, etapizarea, progresia, prognosticul și răspunsul la tratament. Studii recente au arătat că microARN-ul și alte gene necodante ultraconservate sunt principalii candidați pentru clasa evazivă a genelor care predispun la cancer și că alte tipuri de ARN necodant participă la puzzle-ul genetic, stimulând fenotipul malign.

 Melanomul malign

Melanomul malign avansat se asociază în mod tradițional cu prognosticul rezervat, cu rezistență primară la tratamentul sistemic și cu opțiuni terapeutice limitate. Răspunsul la tratamentul citostatic este rareori observat (cu rate de răspuns variabile între 0 și 15%), iar remisiunile durabile sunt rareori remarcate. Situația s-a modificat radical începând cu anul 2010 prin identificarea a două clase terapeutice distincte, care, prin eficacitatea lor neașteptată au condus la o nouă configurare a strategiei clinice în tratamentul sistemic al acestei boli. Prima clasă este a terapiilor țintite genetic (inhibiția căii RAF-MEK-ERK/MAPkinaza), o soluție terapeutică eficientă pentru aproximativ jumătate din melanoamele avansate cu mutații la nivelul genei BRAFI. Dr. Dan Jinga (Spitalul Universitar București) a arătat cum asocierea BRAFI și MEKI a permis creșterea ratei de răspuns și a supraviețuirii acestor pacienți. Cealaltă clasă terapeutică este reprezentată de inhibitori imuni ce acționează indirect prin stimularea activității limfocitelor T citotoxice, fie prin blocarea receptorilor CTLA-4, fie prin blocarea receptorilor PD-1 sau a liganzilor acestora (PD-L1), cu efect antitumoral puternic.

Despre biomarkerii răspunsului imunologic în melanom a vorbit prof. dr. Roxana Dronca (Mayo Clinic, Rochester, Statele Unite). Aproximativ o treime din pacienții cu melanom tratați cu immnune checkpoint inhibitors supraviețuiesc la patru ani de la începutul tratamentului, ceea ce reprezintă o schimbare radicală a prognosticului. Spre deosebire de celelalte tratamente care acționează direct pe celulele tumorale, imunoterapia acționează prin intermediul sistemului imunitar. Așa apar anumite fenomene specifice, precum pseudoprogresia. Și tot așa vedem răspunsuri care continuă, deși tratamentul este oprit la anumiți pacienți.

PD-1 a fost descrisă ca fiind esențială în evaziunea imunitară a procesului tumoral. Rolul PD-1 este să finalizeze răspunsul imunitar într-o infecție acută și să protejeze țesuturile de distrucția autoimună. Când avem stimularea epigenică cronică, precum în cancere, PD-1 rămâne exprimat pe suprafața acestor celule în niveluri destul de ridicate și duce la această alergie a celulelor limfocitare T, care nu mai produc citokine, nu mai au funcție citotoxică. Tumorile folosesc această cale prin intermediul proteinei B7-H1, care a fost clonată și descrisă prima dată la Mayo de Haidong Dong, partenerul de cercetare al prof. dr. Roxana Dronca. Interesant este că această proteină a fost, de fapt, clonată din placentă, unde are rolul de a promova toleranța fetoplacentară (protejează fătul de atacul imunitar al mamei). Așadar, această proteină este descrisă și în alte sisteme de toleranță, nu numai în cancer. Un an mai târziu, PDL-1 a fost descrisă ca fiind ligandul principal al PD-1 pe limfocitele T. Doi ani mai târziu, aceeași echipă a descris faptul că acest PDL-1 este exprimat pe multe din tumorile umane, care o folosesc pentru evaziunea imunitară și pentru a produce apoptoza celulelor T. În absența tratamentului, expresia PDL-1 pe tumori este asociată cu un comportament mai agresiv al acestor tumori și cu o rată scăzută de supraviețuire a acestor pacienți.

În 2008, au început studiile cu agenți care protejează PDL-1 și PD-1. Există aprobare FDA pentru șapte cancere diferite, fie pentru PD-1, fie pentru PDL-1. Euforia nu e mare după aproape un secol de imunoterapii eșuate. „Într-adevăr cu aceste terapii vedem remisii prelungite la anumiți pacienți, poate chiar și leacuri. Din păcate, nu funcționează chiar la toată lumea”, a adăugat prof. dr. Roxana Dronca. În melanom, răspund la imunoterapie aproximativ 30–40% din pacienții tratați. Aproximativ 15% pot avea un răspuns complet. Alți pacienți răspund, dar progresează ulterior. Iar unii pacienți nu răspund deloc.

Problema în era „post-immune checkpoint inhibitors” este de a înțelege mai bine cum funcționează acești agenți, ce pacienți beneficiază și cum putem face ca mai mulți pacienți să răspundă la aceste terapii. Un capitol încă nelămurit este acela al pseudoprogresiei. În aceste terapii, celulele imunitare infiltrează tumora și dintr-odată crește volumul acestor tumori, unele leziuni care erau invizibile la imagistică devin vizibile. Altele cresc. Imagistica poate, așadar, să indice progresie. Însă, dacă tratamentul e continuat, unii răspund. Problema este că doar 10–15% sunt pe pseudoprogresie în melanom, în alte tumori procentul e mult mai mic. „Înseamnă că un pacient din zece are acest fenomen, dar noi continuăm la toți pacienții acest tratament, în speranța că va fi o pseudoprogresie. Nouă din zece pacienți primesc tratamente costisitoare, toxice și ineficiente. Se întâmplă din cauza inabilității noastre de a monitoriza și de a aprecia cine va răspunde la tratament”.

Grupul de la Mayo a lucrat la înțelegerea mecanismului de acțiune al proteinei B7-H1 și al receptorului său PD-1. Recent, au demonstrat că Bim, o moleculă pro-apoptoză, este upregulată la niveluri proteice după legarea PDL-1 de PD-1, și că nivelurile mari de referință ale Bim în celulele CD8+ reactive la tumori în mod paradoxal prezic mai bine răspunsurile la anticorpii inhibitori de PD-1.

 Medicina de precizie și terapia intratumorală

 Prof. asoc. dr. Andrei Barasch, de la Universitatea Cornell din Statele Unite, s-a oprit asupra unei teme controversate: administrarea intralezională (intratumorală) a terapiei citotoxice. Administrarea terapiei citotoxice direct în tumora malignă va duce la o concentrație substanțial mai mare a medicamentului la locul tumorii, cu potențiale beneficii în controlul acesteia. În același timp, efectele secundare asociate cu administrarea sistemică pot fi diminuate sau chiar abolite, crede profesorul de la Cornell. Acesta a prezentat mai multe studii vizând aplicarea acestei metodologii în cancerele de cap și gât (tumori solide).

Tratamentul contemporan al cancerului de pancreas a fost subiectul abordat de prof. dr. Gabriela Chiorean (University of Washington, Seattle). Cancerul pancreatic afectează 338.000 de pacienți în lume în fiecare an și are o mortalitate aproape egală cu incidența. Doar 6% din pacienți supraviețuiesc mai mult de cinci ani. Tratamentul cu combinații de agenți chimioterapeutici precum folfirinox sau gemcitabine/nab-paclitaxel prelungesc media de viață pentru cancerul în stadiu avansat de la șase luni la aproximativ 9–11 luni, dar în pofida acestui progres, cancerul pancreatic rămâne extrem de greu de tratat. Dificultățile pe care le întâmpină clinicienii sunt date de faptul că acest cancer se diagnostichează de obicei târziu, când este deja în stadiu avansat, dar și de faptul că este rezistent la chimio- și radioterapie.

Numeroase studii au încercat să caracterizeze profilul genomic, transcriptomic și imunologic al cancerului pancreatic. Cele mai comune mutații genetice sunt KRAS (90%), CDKN2A (90%), TP53 (75–90%) și DPC4/SMAD4 (50%), dar și alte căi de semnalizare, precum repararea deficientă a ADN-ului (20–25%). Mediul desmoplastic, fibros al acestui cancer este ținta a numeroase cercetări cu scopul de a permite remodelarea matricii extracelulare și accesul terapiilor citostatice, dar și a anticorpilor monoclonali. Chiar dacă au fost studiate numeroase terapii moleculare, niciuna nu a fost benefică în mod uniform. Cercetătorii încearcă să aplice medicina de precizie în acest cancer, care, din păcate, nu este condus de o singură mutație genetică „driver”, a arătat prof. dr. Gabriela Chiorean.

Până acum, imunoterapiile (care au avut un succes foarte mare în melanom, cancerul pulmonar ș.a.) nu s-au dovedit eficiente în cancerul pancreatic. Cu o excepție: cancerele cu microsateliți instabili, precum în sindromul genetic Lynch, unde eficacitatea tratamentului cu inhibitori de PD-1 PDL-1 immune checkpoints este promițătoare. Heterogenitatea tumorală, genetică, imunologică pune încă multe obstacole în tratamentul cancerului pancreatic, însă „ne găsim într-o perioadă de mari progrese de cercetare translațională, unde cheia succesului este cooperarea între laborator și clinică”.

„În oncologie, cercetarea fundamentală este esențială. Simpozionul de oncologie translațională vine în întâmpinarea acestei necesități de colaborare între cercetătorii în domeniul oncologiei și specialiștii clinicieni”, a declarat, pentru „Viața medicală”, prof. dr. Doru Paul. „Doar printr-o colaborare strânsă vom putea ameliora condiția de viață și prelungi supraviețuirea pacienților cu cancer din România. Scopul simpozionului «Stop cancer» a fost crearea unui think tank românesc cu specialiști oncologi români din întreaga lume pentru combaterea acestei boli dificile”

Pin It on Pinterest

Share This