PTEN en cáncer de mama

1. PTEN en cáncer de mama Pablo Cerezuela Adjunto Oncología Médica. Hospital Universitario Santa María del Rosell. Cartagena

2. Terapia Molecular del Cáncer Siglo XX Siglo XXI Futuro ?????? Quimioterapia citotóxica Radioterapia Cirugía Diagnóstico molecular Terapia dirigida Terapia específica de cada paciente

3. Vías de señalización de ErbB Ras Grb2 Sos Grb2 Shc Raf Sos PI3K Akt MEK1/2 PTEN FKHR mTOR p27 MAPK GSK3 BAD Cyclin D1, E Supervivencia Proliferación Progresión del ciclo celular

4. PTEN • PTEN (homólogo de la fosfatasa y la tensina) es un GEN SUPRESOR DE TUMORES que se encuentra reducido, mutado o eliminado en diversos cánceres humanos: próstata, mama, endometrio, tiroides, riñón y cerebro. • El gen PTEN codifica un lípido doble y la tirosina fosfatasa que regula la vía PI3K/Akt mediante la desfosforilación del lípido de la membrana plasmática PIP3 (fosfatidil inositol 3, 4,5-trifosfato) que da lugar a la forma inactivada PIP2.

5. Activación de PI3K y Ras/MEK/Erk en cáncer de mama TN PIP2 PTEN

6. PTEN • El papel principal de PTEN, relacionado con su actividad fosfatasa, es regular negativamente la vía PI3K/Akt, que condiciona la supervivencia celular. • El efecto principal de la pérdida de PTEN parece ser un aumento de la proliferación y una disminución de la apoptosis. • PTEN regula también la estabilidad de la proteína p53, lo que puede hacer pensar que una pérdida combinada de ambos supresores tumorales es necesaria para un efecto tumorigénico máximo.

7. PTEN • En cáncer de próstata la pérdida completa de la expresión de PTEN se correlaciona con CPHR y es responsable de las MTS, en particular parece ser que puede facilitar las MTS óseas. La pérdida completa de la expresión de PTEN podría servir como marcador pronóstico precoz de MTS en cáncer de próstata. • En células de cáncer de mama las concentraciones de la proteína 2 de unión al factor de crecimiento tipo insulina (IGFBP-2) son elevadas y pueden suprimir PTEN.

8. PTEN • Existen también alteraciones de PTEN en cáncer de endometrio, observándose que cuando se asocia a deficiencias en los mecanismos de reparación de ADN, se acelera la formación del cáncer de endometrio en ratones heterozigóticos para PTEN. • Recientemente se ha comunicado que los pacientes con NSCLC con PTEN-nulo tenían una peor SG. • Se sabe que las mutaciones de PTEN aparecen con frecuencia en los gliobastomas y acelera la progresión tumoral (sobre todo en GM). • Actualmente no hay agentes eficientes para activar PTEN.

9. Mecanismos de resistencia a trastuzumab • Activación de la señalización (Down-stream): Déficit de PTEN o activación de Akt.

10. La sobre-espresión de Erb-B2 conduce a su activación por autofosforilación (P); este estado activo se mantiene por el reclutamiento de Src cinasa y PI3K por parte del receptor. La activación de PI3K conduce a la activación de la vía proto-oncogénica de señalización Akt-mTOR (mammalian target of rapamycin) a través de PIP3 (fosfatidilinositol 3,4,5-trifosfato). Nagata et al demuestran que Src activo puede inactivar PTEN mediante la fosforilación de su carbono terminal, ocasionando un aumento de los niveles y activación de PIP3 y una posterior activación de PI3K. Nagata Y et al. Cancer Cell. 2004; 6: 117-27

11. Cuando trastuzumab se une a Erb-B2 se inactiva por mecanismos desconocidos de Src, lo que libera PTEN que antagoniza la activación de la vía de señalización PI3K-Akt-mTOR. La combinación de trastuzumab con inhibidores de m-TOR podría bloquear esta vía a dos niveles. Niveles bajos de PTEN o mutaciones de Akt se han asociado a resistencia a trastuzumab. Nagata Y et al. Cancer Cell. 2004; 6: 117-27

12. Mecanismo de Acción: Trastuzumab Trastuzumab TK P P P HER2 HER3 HER2 HER4 HER1/EGFR TK X TK TK PI3K/ AKT • Aumenta la función de PTEN • Apoptosis (PI3/AKT) Supervivencia celular CoA CoR TF

13. Mecanismo de acción: Lapatinib TK HER2 HER3 HER2 HER4 HER1/EGFR TK X TK TK Ras/ Raf/ MEK/MAPK PI3K/ AKT Lapatinib Lapatinib Supervivencia celular Proliferación

14. Implicaciones de los recientes avances en la investigación de PI3K/PTEN • Es una vía crítica en cáncer de mama. • Los activadores e inhibidores de esta vía están siendo investigados. • La comprensión de los mecanismos de sobre y retroalimentación y de las vías alternativas es crucial para poder desarrollar fármacos eficientes.

15. Nuevos hallazgos en PI3K/PTEN P-REX2a Rak PTEN PI3K Akt Cáncer Yim et al. Cancer Cell, 2009:15; 304-314. Fosforila PTEN Estabiliza sus niveles Sobreexpresado bloquea el tumor Fine B et al. Science, 2009:325; 1261-5. Se une e inhibe PTEN Estimula el crecimiento tumoral en cooperación con PI3K mutado INPP4B SGK3 Vasudevan et al. Cancer Cell, 2009:16; 21-32. Regula la casacda PDK1/PI3K PI3K mutado puede usar SKG3 en vez de Akt Gewinner et al. Cancer Cell, 2009;16: 115-125. Su pérdida aumenta la actividad de Akt y el crecimiento tumoral LOH en cáncer de mama basal

16. Angiogénesis Metástasis Apoptosis Proliferación ¿Quédiana? Shc Grb2 PI3-K Sos-1 Ras AKT Raf MEKK-1 MEK mTOR MKK-7 ERK JNK

17. ¿Quédiana? Shc Grb2 PI3-K Sos-1 Ras AKT Raf MEKK-1 MEK mTOR MKK-7 ERK JNK

18. Sos-1 PI3-K Ras Grb2 Shc Raf MEK MEKK-1 JNK MKK-7 ERK AKT Serebriiskii and E. Golemis, Fox Chase Cancer Center.

19. Sos-1 PI3-K Ras Grb2 Shc Raf MEK MEKK-1 JNK MKK-7 ERK AKT Dónde está la diana Serebriiskii and E. Golemis, Fox Chase Cancer Center.

21. EnsayoFase II neoadyuvante: Trastuzumab 3 semanas trastuzumab/docetaxel 12 semanas Inicial S1 S3 Lapatinib 6 semanas trastuzumab/docetaxel 12 semanas Inicial Respuesta Patológica S2 S4 S6

22. Respuesta Patológica • Es evaluada tras completar el tratamiento neoadyuvante. • Definición de pCR: • Desaparición completa de cáncer invasor o mínimos focos (<0.5 cm) de enfermedad residual.

23. Biomarcadores Apoptosis (CC3) Proliferation (Ki67) p-42/44 MAPK High PTEN Low PTEN p-AKT

24. Respuesta Patológica Completa (pCR) • Con T, pCR de 34% (11/32) • Con L, pCR de 68% (23/34)

25. Resumen de resultados:Trastuzumab vs Lapatinib Trastuzumab: • Induce apoptosis probablemente a través de la vía PI3/AKT • Sin efecto sobre proliferación (Ki67 or p-MAPK) Lapatinib: • Disminuye Ki67 • Disminuye p-MAPK • Sin efecto sobre apoptosis Diferentes mecanismos de acción para T vs. L = ¿Diferentes biomarcadores predictivos?

26. Trastuzumab y vía PI3K activada: PTEN disminuido pCR: 15% (2/13) Non pCR: 85% (11/13) PI3KCA-mut pCR: 20% (2/10) Non pCR: 80% (8/10) PTEN disminuido/PI3KCA-mut pCR: 18% (4/22) Non pCR: 82% (18/22) } p=0.015 PTEN disminuido/PI3KCA mutado PREDICE RESISTENCIA A TRASTUZUMAB

27. Lapatinib y vía PI3K activada: PTEN disminuido pCR: 100% (12/12) Non pCR: 0% (0/0) PI3KCA-mut pCR: 60% (3/5) Non pCR: 40% (2/5) PTEN disminuido/PI3KCA-mut pCR: 87% (13/15) Non pCR: 13% (2/15) } p=0.03 p=1.00 } } p=0.04 PTEN disminuido PREDICE LA RESPUESTA A LAPATINIB

28. PTEN disminuido/PI3KCA-mut Análisis de regresión logística entre PTEN disminuido/PIK3CA-mut y respuesta al tratamiento, p=0.0016

29. Conclusiones • Trastuzumab • Induce apoptosis • Usa la vía PI3/AKT • PTEN disminuido/PIK3CA-mut prediceresistencia • Lapatinib • Disminuye Ki67 • Usa la vía RAS/MAPK • PTEN disminuidopredicerespuesta

30. Lecciones de los ensayos de neoadyuvancia • Los ensayos neoadyuvantes de tamaño medio con nuevos fármacos son posibles en cáncer de mama. • Pueden proporcionar una decisión de “adelante o alto” antes de proceder a un ensayo (carísimo) fase III. • Es relativamente fácil obtener biopsias de alta calidad en casi el 100% de estas pacientes. • El perfil molecular de los tumores en esta situación permite la investigación de biomarcadores asociados a la respuesta que puedan ser usados posteriormente en la selección de pacientes. • Algunos datos (como Ki67) procedentes de biopsias realizadas poco después del inicio del tratamiento tienen correlación con la evolución clínica.

31. GRACIAS