MEDICINA PERSONALIZADA EN GLIOMAS

GLIOMAS

MÓDULO 5: FARMACOGENÉTICA Y MEDICINA PERSONALIZADA

Material didáctico: Módulo 5 – Clase 3

MÓDULO 5: FARMACOGENÉTICA Y MEDICINA PERSONALIZADA ASIGNATURA 5.3- MEDICINA PERSONALIZADA EN GLIOMAS Dr. Jaime Font de Mora

1. INTRODUCCIÓN... 1

2. TIPOS DE GLIOMAS... 1

3. TERAPIA DIRIGIDA EN CÁNCER... 3

3.1 Clasificación farmacodinámica...6

3.2 Fármacos que promueven la muerte celular...8

3.3 Terapias dirigidas a la maquinaria de reparación del ADN...10

3.4 Terapias dirigidas contra la angiogénesis...12

3.5 Inhibidores de histonas deacetilasas...12

3.6 Terapias dirigidas contra las rutas de transducción de señales...13

3.7 Inmunoterapia...16

1. INTRODUCCIÓN

Hace más de 18 años que se publicó el borrador del genoma humano, ahora es fácil secuenciar todo un genoma, y la secuencia está disponible en portales de internet como GenomeBrowser. También vamos teniendo un mayor conocimiento de las bases

moleculares del cáncer, ¿por qué una célula se vuelve cancerosa? ¿qué genes están implicados? Así se pueden hacer medicamentos dirigidos a las moléculas implicadas en cáncer.

Gracias a las nuevas tecnologías, en aproximadamente 3 semanas podemos tener la secuencia completa del genoma de cualquier paciente.

La medicina personalizada es lo mismo que la medicina de precisión. El término medicina de precisión lo introdujo el presidente Obama, al impulsar esta disciplina en Estados Unidos. Lo que se quiere es dar a cada paciente la medicina más adecuada. Se busca en cada tumor cuáles son las alteraciones genéticas y epigenéticas para administrar la medicina más adecuada contra ellas.

Los gliomas son tumores cerebrales, y para poder aplicar la medicina personalizada a estos tumores es necesario conocer de manera individual las características genéticas de cada uno de ellos. Para ello podemos utilizar herramientas que empiezan con el diagnóstico morfológico en el departamento de anatomía patológica (tinciones o inmunohistoquímica) o técnicas moleculares como el FISH para ver si hay amplificaciones de genes. Esto viene acompañado por técnicas ómicas como el cariotipo molecular, que permite detectar amplificaciones, deleciones, pérdidas de heterocigosidad, disomías, roturas en el cromosoma, etc. Además, también se puede llevar a cabo la secuenciación masiva de ADN o ARN. Con todo esto tenemos una cantidad enorme de información que todavía no sabemos interpretar del todo.

La tasa de mutación de los gliomas es intermedia-alta y se encuentran un alto número de variaciones posiblemente patogénicas. Una vez que se han detectado las alteraciones genéticas, hay que determinar cuáles son las que inician el tumor (driver genes), ya que los tumores sólidos se caracterizan por tener un gran número de mutaciones. También hay que conocer las demás mutaciones, porque puede que los genes en los que se producen sean importantes para la respuesta al tratamiento. Para la identificación de dianas terapéuticas se prueban distintos fármacos en cultivos celulares o en modelos animales (ratones inmunodeprimidos en los que crece el mismo tumor que en el paciente), para volver finalmente al paciente y poder aplicar una medicina adecuada a cada individuo.

2. TIPOS DE GLIOMAS

Gracias a la combinación del análisis morfológico de los gliomas con las ómicas, la secuenciación masiva y los cariotipos moleculares, se ha llegado a una mejor clasificación de los gliomas. En esta clasificación se atiende no solo al lugar de origen del tumor y al tipo de célula que lo origina, sino también a mutaciones en IDH1.

- Los tumores de bajo grado no tienen mutaciones en IDH1. A parir de una célula origen, la mutación única del gen BRAF (p.V600E) provoca dos tipos de glioma de bajo grado. Hoy en día existe fármacos para esta mutación, Vemurafenib y Dabrafenib.

 Astrocitoma pilocítico  Xantoastrocitoma

- A partir de una célula de origen se pueden tener tumores mucho más agresivos, de alto grado, estos tampoco tienen IDH1 mutado:

 Glioblastomas primarios (mutaciones en EGFR, PTEN, P53, TERT) que se pueden dividir en proliferetivos, mesenquimales, angiogénicos y clásicos. El 30% de estos tumores presentan amplificación de EGFR. Algunos tienen una mutación que se llama variante 3 y que da lugar a una proteína truncada que hace que el receptor transmembrana esté constitutivamente activo. Las mutaciones en PTEN dan lugar a la sobreactivación de la ruta PI3Kinasa.

 Gliomas de alto grado pediátricos, difusos, antes conocidos como pontinodifusos, con mutaciones en H3F3A, P53, DAXX, ATRX. La mutación en H3F3A es inductora (driver) de la aparición de este tipo de glioma, esta histona está implicado en el empaquetamiento de los telómeros y la mutación desregula la epigenética de la célula tumoral. El gen DAXX tiene varias funciones, en el citosol actúa como promotor de la inducción de muerte celular y en el núcleo inhibe la expresión de determinados genes. AT R X es un gen importante para la elongación de los telómeros, mediante recombinación homóloga, por una vía independiente de la subunidad catalítica de la telomerasa. p53 se dice que es el “guardián del genoma”. - A partir de una célula de origen hay tumores con mutaciones en IDH1. Normalmente son de bajo grado, como:

• astrocitoma difuso, que suele tener otras mutaciones en p53 o ATRX

• oligodendrogliomas, que presentan una pérdida frecuente de heterocigosidad en 1p y 19q

Estos dos grupos junto con los astrocitomas pilocíticos y xantoastrocitomas forman el grupo de gliomas de bajo grado, menos proliferativos y con mejor pronóstico que los de alto grado.

- Los gliomas de bajo grado pueden ganar nuevas alteraciones y formar astrocitomas o oligodendrogliomas anaplásicos con nuevas mutaciones, pérdidas de heterocigosidad en 10q (presuntamente se encuentra aquí un supresor tumoral), mutaciones en CDK4, CDK6,

p53. Estos tumores son de grado medio.

- Los gliomas anaplásicos de grado intermedio pueden evolucionar y dar lugar a un glioblastoma secundario (recaída), con una gran variedad de formas y de tamaños. Estos glimoas secundarios se caracterizan por mutaciones en PTEN o por amplificación o sobrexpresión del receptor del factor de crecimiento plaquetario (PDGFRA).

En el siguiente esquema se muestra la clasificación de los gliomas:

3. TERAPIA DIRIGIDA EN CÁNCER

Para poder tratar a cada paciente según el tumor que tenga, es necesario conocer los mecanismos moleculares que inician el cáncer. En el siguiente esquema se muestra una célula con su núcleo y los receptores. Las células están en contacto otras células contiguas, pero también con células que están a larga distancia.

Los receptores de membrana reciben señales y las transducen al interior de la célula mediante rutas de transducción de señales, lo que supone interacciones entre proteínas, que provocan cambios en su conformación, como acetilaciones, metilaciones, etc. Al final

se llega a los puntos clave de regulación del metabolismo, de la apoptosis, del ciclo celular, y de factores de transcripción que van a transcribir nuevos genes para dar respuesta a estas señales que están llegando a la célula. Sabemos que lo que está alterado en los tumores son puntos específicos de estas rutas de señales, pero no sabemos por qué unos puntos son importantes y otros no. Por ejemplo, RAS es un oncogen, pero ¿cómo es que algunos activadores de RAS no son oncogenes?

Existen 4 tipos de factores en la etiología del cáncer:

 Factores fisiopatológicos como hormonas, factores de crecimiento, citoquinas, integrinas y comunicación con la matriz extracelular.

 Factores genéticos como mutaciones somáticas o germinales. Las mutaciones somáticas son exclusivas de cada tumor, mientras que las germinales se heredan de los progenitores y suponen un predisposición a padecer la enfermedad, suelen estar en supresores tumorales (P53, APC1, BRCA1, BRCA2). Las mutaciones en gliomas suelen ser somáticas que aparecen durante el desarrollo embrionario en el caso de tumores pediátricos o en el adulto.

 Factores medioambientales como la alimentación, ejercicio, tabaco, etc.

 Factores relativos a otras enfermedades como infecciones. En gliomas el paso a una forma más grave va acompañado de una infección por citomegalovirus. No se sabe si es la infección lo que provoca la progresión, o si el virus aprovecha la rotura de la membrana hematoencefálica para infectar a las células que rodean al tumor. La infección por Helicobacter pylori predispone a cáncer de estómago, el virus del papiloma humano a cáncer de cuello de útero, la hepatitis B y C a cáncer de hígado, etc. Se ha visto que todos estos patógenos generan inestabilidad cromosómica y alteran las rutas de transducción de señal.

No sabemos cómo todos estos factores están influyendo en la aparición del cáncer y en su evolución, pero todos ellos alteran la estabilidad genética y la transducción de señal. Es necesario conocer los mecanismos de transducción de señales, que son los que se alteran en el cáncer, para poder desarrollar tratamientos personalizados. También hay que tener en cuenta las características de los glioblastomas, que son:

- angiogénesis: los gliomas son los tumores más angiogénicos que existen, junto con el carcinoma renal de célula clara.

- son tumores difusos, aunque se extirpen mediante cirugía siempre quedan células que han difundido y no se pueden ver. Estas células también se tienen que tratar.

- activan la inmunosupresión, hacen que el sistema inmune innato del sistema nervioso central se apague, lo que les da una ventaja para poder seguir creciendo.

Las terapias dirigidas contra el cáncer pueden ser:

1) Terapias dirigidas al ciclo celular y a la inestabilidad cromosómica. Estas terapias son las que se han utilizado hasta ahora, y se basan en la mayor capacidad proliferativa que tienen las células tumorales. Van dirigidas al ADN y su maquinaria de síntesis. Estos

medicamentos (quimioterapia) afectan a todo el cuerpo, porque casi todas las células se dividen en algún momento. Recientemente se ha utilizado una diana más específica que es la maquinaria de reparación del ADN. Esto se ha aplicado en cánceres de mama y ovario, y en otros tumores.

En el futuro se tendrá que seguir aplicando la quimioterapia de forma concomitante con otros fármacos dirigidos contra las alteraciones conocidas.

2) Terapias dirigidas a promover la muerte de la célula tumoral. Se quiere devolver la capacidad de apoptosis a las células tumorales.

3) Terapias dirigidas contra la angiogénesis. Angiogénesis es la capacidad de traer vasos sanguíneos al tumor para tener más alimentos y oxígeno. El glioma es uno de los tumores más angiogénicos, aunque no provoca metástasis, se queda en el cerebro. Es un tumor muy difuso, aunque se extirpe el núcleo siempre quedan células que han migrado. Para este tipo de terapias por el momento hay dos ensayos clínicos en marcha, uno en Europa y uno en Estados Unidos. Se están llevando a cabo con un anticuerpo monoclonal llamado Bevacizumab que captura el factor de crecimiento del endotelio vascular (VEGF) en la sangre. También se pueden utilizar inhibidores de este factor de crecimiento. En glioblastoma este medicamento no ha funcionado, aunque se sigue administrando de forma compasiva en las recaídas (segunda línea). Puede que el glioblastoma del subtipo proneural se pueda beneficiar de este tratamiento.

4) Terapias dirigidas contra las rutas de transducción de señales:  Ras – Raf – MEK - MAPK

 PI3K – AKT – mTOR  Citoquinas – JAK – Stat  Wnt – β-catenina  Shh – Gli1,2,3

 Delta/Jagged – Notch - CSL

 Receptores nucleares (factores de transcripción) y sus coactivadores. En gliomas no son tan relevantes como en otros tipos de cáncer.

5) Inmunoterapia. Consiste en rescatar la capacidad del sistema inmune para reconocer y destruir las células con características moleculares alteradas.

6) Terapias dirigidas contra el metabolismo (enzimas IDH1, IDH2)

Se tiene que tener en cuenta que el glioma es el tumor más angiogénico que hay, que es un tumor difuso (al extraer mediante cirugía siempre queda algo del tumor) y que regula el sistema inmune para que no le ataque.

Fases de los ensayos clínicos

- Fase preclínica, antes entrar en ensayos clínicos en humanos los fármacos se prueban en cultivos celulares y en animales, normalmente en ratón.

- Los ensayos de Fase I determinan la seguridad de un nuevo tratamiento, si hay toxicidad. Interesa saber la dosis máxima tolerada y la mejor vía de administración.

- Los ensayos de Fase II determinan si un cierto tipo de cáncer responde a un nuevo tratamiento (eficacia, efectos secundarios).

- Los ensayos de Fase III estudian si un nuevo tratamiento es mejor que el tratamiento estándar o habitual . Después de esta fase se obtiene la aprobación por parte de la entidad reguladora (EMA o FDA), y el medicamento pasa a ser el tratamiento de primera línea. - Los ensayos de Fase IV obtienen más información sobre un nuevo tratamiento cuyo uso ya ha sido aprobado en pacientes. Se mira si se pueden combinar medicamentos para obtener un tratamiento más efectivo.

Antes de los ensayos clínicos en humanos, el medicamento se tiene que haber probado en cultivos celulares y en animales (fase preclínica). Una vez que se obtiene la dosis letal en ratones se hace un escalado en humanos, empezando por una décima parte de la dosis letal en ratón, hasta determinar la dosis de tolerancia máxima, a partir de la cual hay efectos tóxicos nocivos. Se utiliza el 80% de la dosis de tolerancia máxima en adultos para determinar la dosis de tolerancia máxima en niños. Los niños suelen tolerar dosis más altas de fármacos. La FDA obliga a hacer los estudios de tolerancia máxima en paralelo en niños y adultos, pero en Europa no es así. Los cánceres pediátricos son raros y no interesan económicamente.

3.1. Clasificación farmacodinámica

En negrita se muestran los fármacos que se usan en gliomas 1) Fármacos que dañan el ADN:

AGENTES ALQUILANTES

• Mostazas nitrogenadas: ciclofosfamida, melfalán, clorambucil • Alquilantes: Temozolomida, Busulfán

• Nitrosoureas: carmustine

• Varios: dacarbazina, mitomicina C

ENLACES CRUZADOS A TRAVÉS DE COMPUESTOS DE PLATINO • Cisplatino, carboplatino

INHIBICIÓN DE TOPOISOMERASA: se bloquea a la célula en la fase de síntesis del ciclo celular.

• Topoisomerasa I: Irinotecan

• Topoisomerasa II: ATB antraciclínicos (Doxorrubicina) Epipodofilotoxinas (Etopósido)

2) Fármacos antimetabolitos: mimetizan a las bases nitrogenadas y encallan a la célula. Paran la síntesis del ADN, porque una vez que se incorporan no se puede enganchar la siguiente base.

ANTIFÓLICOS • Methotrexate

ANÁLOGOS DE LAS BASES PIRIMIDÍNICAS • 5- Fluoracilo

• Citarabina o Arabinosido de citosina ANÁLOGOS DE LAS BASES PÚRICAS

• 6- Mercaptopurina

3) Fármacos antimicrotúbulos: inhiben la polimerización de microtúbulos. Los microtúbulos son esenciales en la fase de mitosis, para anclar a los cromosomas y luego separar las cromátidas hermanas. Estos fármacos bloquean a la célula al principio de la mitosis. ALCALOIDES DE LA VINCA • Vincristina • Vinblastina TAXANOS • Paclitaxel, Docetaxel

4) Fármacos contra las CDKs: las quinasas dependientes de ciclina (CDK) son las que hacen progresar a la célula a través de las distintas fases del ciclo celular. En el ciclo celular hay varios puntos de control que están alterados en cáncer. Al final de la fase G1 hay un punto de estos, hay otro punto que responde al daño al ADN, que está presente durante todo el ciclo, aquí p53 juega un papel esencial. El tercer punto de control está en la fase de mitosis.

El Flavopiridol, es un alcaloide derivado de una planta de la India, inhibidor de CDKs. Se ha utilizado en un ensayo clínico de fase I, en tumores de niños que incluyen gliomas. Este estudio está cerrado, pero los resultados todavía no se conocen. Hay una publicación de hace algunos años de un estudio preclínico en el que utilizan Flavopiridol combinado con la Temozolomida (fármacos que se utiliza habitualmente en el tratamiento de gliomas) en cultivo celular y en xenografts, en la que se demuestra que esta combinación es mucho más efectiva para el tratamiento de gliomas que la Temozolamida sola. La acción combinada de inhibidores de CDKs y agentes que dañan al ADN pueden tener posibilidades en el tratamiento futuro de gliomas.

En los gliomas de grado intermedio son características las mutaciones en CDKs. Se conoce un inhibidor sintético más específico de CDK4 y CDK6, que es el Palbociclib. Este fármaco se ha utilizado en un ensayo clínico de fase II en glioblastoma recurrente. CDK4 y CDK6 fosorilan a la proteína de retinoblastoma, lo que hace que se avance en el ciclo celular de la fase G1 a la S. El resultado de este ensayo ha sido negativo, puede que no se hayan seleccionado bien los pacientes. Se tienen que tratar pacientes que expresen RB (proteína del retinoblastoma), es decir, que no tengan mutaciones en este gen. Hay otro inhibidor de CDK4 y CDK6, el Ribociclib (LEE011), que se está probando en fase II para tumores sólidos en adultos. En este caso RB tampoco tiene que estar silenciado, y no tiene que haber sobrexpresión de ciclina A. Este ensayo está cerrado pero no se han publicado todavía los resultados. La ciclina A es importante en la fase S, más allá de G1, la sobrexpresión de está proteína hace que se salte la fase G1, y ya no se podrá inhibir CDK4 o CDK6.

Los gliomas tienen múltiples vías de señalización alteradas y quizás el uso de monoterapias no es suficiente para su tratamiento. El tratamiento combinado Everolimus y Ribocilcib se ha utilizado en un ensayo fase 0/II en gliomas de alto grado en recaída. Everolimus es un inhibidor de MTOR.

3.2. Fármacos que promueven la muerte celular

Hay que entender el cáncer como un desequilibrio entre en la proliferación celular y la muerte celular (apoptosis).

Las células cancerosas tienen el problema de que no se mueren, y se pueden hacer resistentes a los tratamientos. En el laboratorio de anatomía patológica mediante inmunohistoquímica se puede determinar el grado de proliferación (anticuerpos MIB-1 contra Ki67, antígeno que solo se expresa en células proliferativas), porque así se tiene un valor pronóstico. Cuanta más proliferación, más agresivo es el tumor y el pronóstico es peor. También se pueden hacer tinciones para determinar el grado de muerte de las células, con anticuerpos de caspasa 3 activa, pero esto no da un valor de pronóstico.

Hay dos mecanismos de apoptosis, el intrínseco y el extrínseco. El extrínseco es el que funciona con ligandos externos como TRAIL, que a veces es presentado por linfocitos T citotóxicos, y que a través de caspasa8 hace que se active la muerte celular.

El mecanismo intrínseco esta mediado por p53, que es “el guardián del genoma”. Cuando hay daño en el ADN se acumula p53, que va al núcleo, y lo primero que hace es bloquear el ciclo celular y dirigir la reparación del ADN. Cuando la célula no puede reparar el ADN, p53 transcribe genes apoptóticos como Bax, que lo que hacen es abrir poros en las membranas mitocondriales para liberar citocromo C y proteínas Smac/DIABLO al citosol. El citocromo C forma complejos con Apaf-1 y la procaspasa-9, el apoptosoma, que activará la caspasa-3. Las Smac/DIABLO inhiben a las IAPs (inhibidores de la apoptosis). De esta manera la célula se degrada de forma ordenada, y el material celular se incluye en vacuolas apoptóticas marcadas para ser fagocitadas por macrófagos. Esta es una muerte limpia, a diferencia de lo que ocurre en la necrosis, donde se dañan los tejidos de alrededor.

A continuación se muestra una histología de un carcinoma de ovario en el que se ve el epitelio con núcleos grandes, aberrantes y desorganizado. Se hace una inmunohistoquímica contra p53. Las tinciones de p53 tienen valor pronóstico. El tener una mutación en p53 confiere un peor pronóstico, además suelen ser tumores resistentes a la quimioterapia con citotóxicos. La sobreexpresión de p53 también supone un peor pronóstico, porque las mutaciones de p53 inactivan a la proteína y la estabilizan, por lo que se degrada menos y se acumula. La mayor expresión en p53 denota una mutación en este gen, la proteína sobreexpresada no es funcional porque no va al núcleo. Estos análisis de clásicos de anatomía patológica están siendo compensados con análisis de secuenciación masiva de los exones de p53 incluyendo los que no se traducen. A veces se dan mutaciones en la región 3'UTR que se correlacionan con algún tipo de cáncer.

Para devolver la expresión de p53 correcto, recientemente se han diseñado plásmidos que contienen p53 silvestre recubiertos de liposomas (SGT-53) para que actúen en los tumores en que el gen está dañado. Se ha probado en:

- fase II en el que se combina con Temozolomida para el tratamiento de gliblastomas. El ensayo ha terminado pero todavía no se han mostrado los resultados.

- fase I en el que se combinan con Ciclofosfamida/Topotecan para el tratamiento de tumores sólidos pediátricos, incluyendo gliomas refractarios (se han vuelto resistentes al tratamiento de primera línea).

- fase I con un inhibidor de MDM2 (AMG-232). Se aplica en tumores en los que p53 no está mutado y hay una sobreexpresión de MDM2. MDM2 es quien está regulando a p53 negativamente, enviándolo a degradarse. Así p53 no se degrada y puede activar la muerte de la célula cancerosa.

- fase I con un adenovirus Ad5CMV que expresa p53. El problema es que los adenovirus no pasar la barrera hematoencefálica. En este estudio se infecta a las células con el adenovirus en el momento de la cirugía, cuando se está extirpando el tumor. Esto devolverá la sobreexpresión de p53 funcional. Este estudio ya ha finalizado, pero todavía no se han dado los resultados.

La actividad telomerasa mantiene la longitud de los telómeros, y hace que la célula cancerosa se pueda replicar indefinidamente. Mutaciones en la subunidad catalítica de la telomerasa son características de algunos tipos de gliomas. Los telómeros son secuencias repetitivas localizadas en los extremos de los cromosomas. Cada vez que la célula se divide se pierden un cierto número de estas repeticiones, hasta que finalmente la célula pierde la capacidad de división y se vuelve senescente. Las células embrionarias y las células madre en adultos expresan la subunidad catalítica de la telomerasa. Algunos gliomas tienen mutaciones en TERT (región promotora de la subunidad catalítica de la telomerasa) que hacen que también se exprese.

Se ha diseñado un fármaco, Imetelstat, que es un ARN antisentido del molde de la subunidad catalítica de la telomarasa, que bloquea su actividad. Este medicamento se está utilizando en un ensayo de fase II en pacientes adolescentes con tumores cerebrales recurrentes (recaída) o refractarios. Los resultados no han sido muy buenos porque el fármaco es demasiado tóxico. Provoca trombocitopenia y en muchos casos hemorragias letales. Se ha desestimado su uso en tumores peadiátricos del sistema nervioso central. Pero si se combinara con otros fármacos se podría administrar una dosis más baja, que no sería tan tóxica, y quizás se viera su eficacia.

3.3. Terapias dirigidas a la maquinaria de reparación del ADN

Esta terapia es bastante novedosa. Nuestras células están expuestas continuamente a miles de agentes tóxicos que dañan el ADN. Los daños al ADN pueden ser químicos, por luz UV, por radicales libres producidos por nuestro propio cuerpo, etc. Por ello la célula ha desarrollado múltiples vías de reparación:

Estas vías se pueden resumir en dos:

- reparación por escisión de bases: aquí la poli ADP ribosa polimerasa (PARP) es la que dirige la reparación. Solo se rompe una de las dos hebras del ADN.

- reparación de roturas en la doble hebra de ADN: se puede dar la reparación por recombinación homóloga de genes como BRCA1 y BRCA2 (mutados en cáncer de mama y ovario hereditarios) o ATM. También se puede dar la reparación por unión de los extremos no homólogos, en la que la enzima DNA-PK juega un papel importante.

En base a esto se ha desarrollado un nuevo concepto en oncología, la letalidad sintética.

En una célula sana hay varias vías de reparación del ADN (A y B). El paso de célula normal a célula precancerosa, se da cuando el daño continuo al ADN hace que se sobreexprese la vía A. La célula en este momento está bloqueada en el ciclo celular por los puntos de control. El paso de célula precancerosa a célula cancerosa ocurre cuando se pierde la sobreexpresión de esta vía A, y solo queda la vía B. Si somos capaces de ver cuál es la vía que queda activa, podremos diseñar un fármaco contra esta vía de reparación del ADN que todavía está activa. De esta manera se podrá producir la apoptosis de la célula cancerosa de manera selectiva. Esto se está utilizando en cánceres de mama y ovario con mutaciones e n BRCA1 y BRCA2. En este caso se bloquea la reparación del ADN con químicos contra PARP y al mismo tiempo se causa daño al ADN mediante radiación o metilación con agentes químicos (Temodal).

También se están haciendo estudios de este tipo en gliomas. Se está haciendo un ensayo fase I/II con Veliparib (inhibidor de PARP), radioterapia y Temodal en el glioma pontino difuso (glioma mayoritariamente pediátrico de alto grado). Los resultados han sido que el tratamieto se tolera pero no es signifcativamente eficaz. Es posible que se tengan que bloquear otros mecanismos concomitantes por los que las células del glioma se están escapando al tratamiento.

3.4 Terapias dirigidas contra la angiogénesis

Los gliomas de alto grado son altamente angiogénicos. Hace tiempo que se diseñaron una serie de fármacos que son anticuerpos monoclonales humanizados dirigidos contra el factor de crecimiento de epitelio vascular (VEGF). Estos fármacos han sido estudiados tanto en Estados Unidos como en Europa. Los anticuerpos no pasan la barrera hematoencefálica pero sí que pueden secuestrar al VEGF circulante y reducir el VEGF que llega al entorno del tumor. Estos estudios no han sido significativos en el tratamiento de glioblastomas. Estudios posteriores utilizando los mismos datos han revelado que quizás si se dividen los glioblastomas por subtipos moleculares habrá algunos subtipos que se puedan beneficiar del tratamiento, en concreto el subtipo proneural y quizás también el mesenquimal. Hoy en día fármacos como el Bevazizumab forman parte del tratamiento estándar habitual para el glioblastoma.

Los campos de tratamiento del tumor (TTFields), se trata de una serie de polos que generan campos eléctricos alternantes (200 KH) que causan un desarreglo en la polimerización de los microtúbulos y una anomalía en las mitosis. Las mitosis que no llegan a buen término concluyen con una inducción de autofagia y de muerte celular por distintos caminos incluyendo el de la vía extrínseca. Este tipo de tratamientos se ha probado en:

- fase II en combinación con Bevazizumab en pacientes con gliobalstoma recurrente. Terminó en 2019 sin resultados publicados.

- fase II en combinación con pulsos de Bezazizumab para gliobalstomas recurrentes. Terminará en 2021.

Es posible que estos TTFields no sean muy efectivos en gliomas pero pueden ser más eficaces en otro tipo de cánceres.

3.5 Inhibidores de histonas deacetilasas

A la izquierda se ve la cromatina compactada, cuando se necesita transcribir un gen, llega un factor de transcripción que reconoce una secuencia en el promotor del gen, atrae a las histonas acetiltransferasas, las cuales acetilan las histonas lo que hace que se desplieguen. De esta manera se despliega la cromatina y se pueden transcribir los genes diana. Hay histonas deacetilasas que acetilan las histonas, lo que hace que se compacte de nuevo la cromatina. Hay cánceres que presentan sobrexpresión de histonas deacetilasas y se han desarrollado distintos inhibidores como el Vorinostat y Entinostat.

El Levetiracetam, que es un fármaco indicado para el tratamiento de epilepsia, aumenta la expresión de la histona deacetilasa 1, lo que facilita la formación de un complejo

correpresor de p53. De esta manera se reprime la transcripción de MGMT. MGMT es un gen muy relevante para reparar los daños de metilación en la guanina. Cuando se da un

tratamiento con Temozolomida se quiere que MGMT esté reprimido. Una pobre expresión de MGMT es un factor de buen pronóstico. La hipótesis es que el Levetiracetam tendrá un sinergismo con la Temozolomida. Hay un estudio en fase II de Levetiracetam con

Temozolomida en pacientes con glioblastoma al diagnóstico.

3.6. Terapias dirigidas contra las rutas de transducción de señales A continuación se muestran las rutas clásicas de la transducción de señales:

Ras fue el primer oncogen humano que se clonó, hace casi 40 años, y contra él se hizo uno

de los primeros diseños de medicina de precisión. Ras es una molécula pequeña (21 KDa) anclada en la cara interna de la membrana, se diseñaron inhibidores de la isoprenilación, contra el pequeño lípido que hace colgar a Ras de la membrana. Pero estos inhibidores no son funcionales y han resultado muy tóxicos, ya no se utilizan.

Ahora se están utilizando nuevos fármacos contra Raf (proteína de la cascada de Ras) como el Dabrafenib y el Vemurafenib. Estos fármacos son específicos de la mutación p.Valina600Glutámico, si no se tiene esta mutación es contraproducente utilizarlos porque

pueden activar al BRAF no mutado. Se están probando en gliomas. Hay al menos 3 ensayos clínicos abiertos en distintas fases con estos dos fármacos.

Los inhibidores de MEK como MEK162 y Selumetinib tienen un espectro más amplio. Se están utilizando en ensayos de fase II, en gliomas de bajo grado. Se podrían utilizar para bloquear la vía de Ras en alteraciones que estén por encima de la vía, por ejemplo, con amplificación de EGFR.

La ruta de PI3K es la más estudiada hoy en día en ensayos clínicos, a todos los niveles y en todos los tumores. Hay fármacos que actúan en todos los puntos. Se conocen inhibidores de los receptores tirosina quinasa (EGFR) importantes en gliomas, como el Gefitinib y Erlotinib. También existen inhibidores de la amplificación del receptor del factor de crecimiento plaquetario (PDGFRA) y contra CKIT (Imatinib). Otros son inhibidores de la subunidad catalítica de la PI3K, pero estos son altamente tóxicos, de AKT (Perifosine) o de mTOR (Sirolimus, Temsirolimus, Everolimus). Debido a la complejidad tumoral de los gliomas se utilizan combinaciones de estos fármacos.

La ruta de las JAK-STAT que se muestra a continuación sirve para la transducción de señales de las citoquinas. Muchas citoquinas cuando actúan sobre su receptor lo dimerizan. Los receptores están acoplados a las JAK que tienen actividad tirosinaquinasa. Las JAK se fosforilan y fosforilan también a los receptores, lo que atrae a otras proteínas del citosol. Unas de estas proteínas son las STAT (transductores de la señal y activadores de la transducción), que se fosoforilan y se dimerizan para ir al núcleo, donde van a transcribir genes importantes para la respuesta a citoquinas, que en cáncer también son importantes para la supervivencia, la angiogénesis y la migración. Los gliomas son muy inflamatorios, por lo que tienen una respuesta importante a las citoquinas. Los niveles circulantes en sangre de citoquinas como la interleukina-6 o CXCL12 , tienen un valor pronóstico. Hay un fármaco específico contra STAT3, que se encuentra en fase I en distintos tumores sólidos que incluyen gliomas de bajo y alto grado.

La ruta de Notch está implicada en la interacción célula a célula y en el desarrollo embrionario. El gen Notch se descubrió en Drosophila donde se vio que sus mutaciones daban lugar a alas dentadas. Para activarse, Notch requiere de la interacción con un receptor de la célula contigua llamado DLL4, y la activación se da mediante una proteasa altamente específica (gamma secretasa). La gamma secretasa también está implicada en uno de los mecanismos moleculares de Alzheimer (metabolismo del péptido beta amiloide). Una vez activada Notch, la porción citoplasmática va al núcleo, donde ayuda a transcribir genes muy importantes. Notch está implicado en la iniciación del tumor, la progresión, la angiogenésis y el desarrollo de resistencia a la terapia angiogénica dirigida contra VEGF (vascular endothelial growth factor).

En la actualidad hay un ensayo clínico en fase I para varios tipos de tumores, donde se utiliza un inhibidor de la gamma secretasa que procesa Notch (RO4929097), junto con un fármaco que inhibe la tirosina quinasa del receptor de angiogénesis VEGFR2 (Cediranib).

La señalización por Hedgehog (Hh) ha sido muy estudiada durante la embriogénesis, está implicada en la conformación y estructuración del cerebro. En humanos se conocen tres ligandos de esta ruta, Sonic, Indian y Desert, que actúan reprimiendo a su receptor (Patched), que a su vez desreprime la molécula que va a activar el resto de la vía (SMO). Cuando SMO está activo desreprime a Gli, que puede ir al núcleo y transcribir genes para la proliferación y supevivencia, para el mantenimiento de las células madre, y para la angiogénesis.

En gliomas se conocen varios tipos de alteraciones que activan esta ruta, como la sobreexpresión de los ligandos, mutaciones inactivantes de Patched, mutaciones activantes de SMO y mutaciones inactivantes de SuFu. Todos ellos pueden ser bloqueados por fármacos que van dirigidos contra SMO. En el último año todas las farmacéuticas han sacado inhibidores de SMO. Un ejemplo es el Vismodegib de Roche, que se encuentra en dos ensayos clínicos en fase II junto con Temodal, uno para glioma Pontino Refractario y otro para glioblastoma. Otro ejemplo es el Saridegib, que se está estudiando en cánceres de célula basal.

3.7. Inmunoterapia

La inmunoterapia es una de las ramas de la medicina de precisión. Lo más novedoso y donde están más esperanzas puestas es en la inmunoterapia contra los gliomas, se quiere reactivar el sistema inmunitario para que este luche contra el tumor. Hay 4 estrategias distintas: inmunoterapia de péptidos, inmunoterapia de célula dendrítica, terapia celular adoptiva e inmunoterapia de células CART

Inmunoterapia de péptidos

Se sintetizan péptidos en los que se utiliza como núcleo un conjugado del complejo de histocompatibilidad A2 (HLA-A2), por un lado se fusiona con un antígeno muy reactivo del virus de la gripe. Todos la hemos padecido y tenemos células T contra él, que se pueden reactivar. Por el otro lado se pone la parte de reconocimiento de un anticuerpo de un

antígeno de superficie de la célula tumoral, por ejemplo un anticuerpo que reconozca EFGR (sobreexpresado en las células tumorales). Esta técnica también se está utilizando en cáncer de mama con sobreexpresión de HER2. Hay una variante de EFGR truncada, variante 3, se podría usar un anticuerpo específico para esta zona truncada. De esta manera se reactivan los linfocitos T y se dirigen contra la célula tumoral.

Esta terapia se está probando en varios ensayos clínicos, en ependimomas recurrentes, en gliomas de bajo grado y en gliomas pediátricos.

Inmunoterapia de célula dendrítica

Consiste en la sobreexpresión de antígenos de célula cancerosa en células dendríticas y posterior implante en el paciente. Se hace una leucoféresis y se aíslan monocitos del paciente. Estos monocitos en cultivo se hace que se diferencien en células dendríticas, que son las que presentan los antígenos a los linfocitos T. Estas células se incuban con lisados de células del tumor, esperando que algunas de ellas cojan los antígenos característicos del tumor, también se pueden sintetizar distintos antígenos in vitro de la superficie de la célula tumoral e incubar las células dendríticas, o transfectarlos directamente en plásmidos a las células dendríticas. Después las células dendríticas se vuelven a inocular en el paciente, junto con el fármaco Sipuleucel-T, que está implicado en la reactivación del sistema inmune. En el hospital la Fe se ha empezado un ensayo clínico de fase III para glioblastoma, con una combinación de péptidos muy antigénicos de proteínas normalmente alteradas en estos casos.

Terapia celular adoptiva

Consiste en la reactivación del sistema inmune con anticuerpos bloqueantes de CTLA-4. Un linfocito T necesita una doble activación, por una parte la activación de los receptores de células T (TCR), y por otra la activación de los CD28. Esta activación se lleva a cabo por parte de la célula presentadora del antígeno (APC), que por una parte tiene receptores CD80 o CD86, y por otra el complejo mayor de histocompatibilidad (MCH) que es el que presenta al antígeno. Con el tiempo los linfocitos T activados empiezan a expresar el receptor CTLA-4 u otros receptores de la misma familia, que tiene mucha afinidad por CD80 o CD86 de las células presentadoras de antígeno, de esta manera el linfocito T se inactiva. También existen linfocitos T reguladores que silencian a los T killers anteriores. Se han diseñado anticuerpos monoclonales humanizados (Ipilimumab). El Ipilimumab reconoce al CTLA-4 y lo desinhibe, de manera que se vuelven a activar los linfocitos T. Este tratamiento ha sido aprobado por la FDA para reducir el riesgo de recaída en melanomas, y también hay un ensayo clínico abierto para el tratamiento de gliomas con Ipilimumab junto con Nivolumab. Nivolumab es otro anticuerpo que reconoce un receptor llamado PD1, que está asociado a muerte. PD1 lo presentan tanto los linfocitos T killer como los reguladores. Se quiere inhibir este receptor, que por un lado induce la apoptosis en linfocitos T killer y por otro activa a los linfocitos T reguladores.

Inmunoterapia de células CART

CAR vienen de chimeric antigen receptor. Como en el caso de la inmunoterapia de célula dendrítica se saca sangre del paciente y se purifican las células T. A las células T se les transfecta un gen quimérico. Este gen por una parte tiene un receptor CD137 de la familia de las citoquinas que señala hacia dentro del linfocito, la constante activación del linfocito. Por otra parte el gen tiene fusionado un epítopo que lo dirige contra los antígenos de superficie de la célula tumoral, por ejemplo contra la mutación variante 3 de EGFR. Se seleccionan clones que expresen la proteína quimérica, se expanden y se vuelven a infundir en el paciente. Se espera que las células T traspasen la barrera hematoencefálica y marquen las células tumorales para inducir la apoptosis. En la tabla siguiente se muestran todos los ensayos clínicos que hay en la actualidad con células CART en glioblastoma. Vemos que muchos de ellos están dirigidos contra la variante 3 de EGFR, hay un par contra

HER2, uno contra PD-L1 y otro contra el receptor alfa de interleukina-13

3.8. Terapias dirigidas contra el metabolismo

Las mutaciones en IDH1 han servido para estratificar a los gliomas. Hay una gran proporción de gliomas de bajo grado y de glioblastomas secundarios que tienen mutaciones en IDH1 (isocitrato deshidrogenasa). Esta enzima del ciclo de Krebs funciona en el citosol, e IDH2 funciona dentro de la mitocondria. Las mutaciones en IDH2 son típicas en leucemia linfocítica aguda. Las dos enzimas convierten el isocitrato en alfa-cetoglutarato. Cuando tienen una mutación específica, lo que hacen es convertir el isocitrato en 2-hidroxiglutarato, que es un potente oncometabolito, con una doble función. Por un lado, a través de un centro alostérico bloquea a las desmetilasas de las histonas y del ADN, con lo que cambia el panorama epigenético de la célula cancerosa. Por otro lado, también es capaz de inhibir la degradación de HIF1alfa, el factor de hipoxia que transcribe a VEGF, que a su vez es el ligando de VEGFR2 (receptor de angiogénesis). Con todo esto se

cambia la epigenética, unos genes se silencian y otros se activan, y se promueve la angiogénesis, como se muestra a continuación:

Hace unos tres años se encontró un fármaco, AG-221, que tanto en cultivo como en xenograft de ratones, era capaz de bloquear la leucemia linfocítica aguda con mutación en

IDH2. Se abrió un ensayo clínico hace poco, con tal éxito que pasó rápidamente a fase II y

luego a fase III. Aunque la mayoría de los gliomas tienen mutaciones en IDH1, también hay algunos que tienen en IDH2.

Posiblemente este fármaco también podría beneficiar a los pacientes con gliomas con mutaciones en IDH1. La mutación más frecuente en gliomas es la p.Arg132His. Hay una publicación reciente donde se demuestra en cultivo celular y en xenografts, que inhibidores de IDH1 reactivan la diferenciación de las células de glioma y retrasan su proliferación. Hace más o menos un año se abrió un ensayo clínico con el inhibidor AG-120 en distintos tumores con mutaciones en IDH1, que también incluye gliomas.

Los gliomas se caracterizan por tener una combinatoria de varias modificaciones genéticas. En la actualidad se están estudiando fármacos contra cada una de estas alteraciones. Alguno de estos ensayos puede que falle porque los gliomas se vuelvan resistentes al tratamiento. Se tendrá que estudiar la combinatoria de alteraciones para poder administrar la combinatoria de fármacos adecuada para cada glioma. Supongamos un glioblastoma, de subtipo mesenquimal, con mutación en SMO y amplificación del

PDGFRA, se necesita una combinación de terapias, para que la célula no se haga resistente

a ninguna de ellas. Podemos tratar con Salidegib, más un antiangiogénico como Vevazizumab y un antiPDGFRA como Imatinib o Nilotinib. Al final se hará una medicina de precisión multimodal, se darán tratamientos combinados contra las dianas que sabemos que hacen que el tumor sea resistente a los tratamientos, a la muerte celular y que lo hagan progresar.