La ricerca della mutazione di resistenza acquisita può essere eseguita utilizzando il DNA circolante. La presenza della mutazione T790M è stata osservata nel sangue di 22 dei 34 pazienti analizzati (65%). Questo risultato è in linea con quanto riportato dalla letteratura e cioè che circa il 50% dei tumori con mutazione attivante di EGFR sviluppa la mutazione T790M durante il trattamento con gefitinib ed erlotinib.
Recentemente, farmaci inibitori tirosinochinasici di EGFR di III generazione hanno dimostrato una promettente attività nei pazienti con mutazione di resistenza acquisita T790M.
AZD9291 e rociletinib sono i due farmaci di III generazione in una fase più avanzata di sviluppo clinico. AZD9291 è un inibitore irreversibile disegnato per inibire EGFR mutato. Pertanto, AZD9291 ha una scarsissima attività sul recettore wild-type e un ottimo profilo di tossicità che ne consente l’uso ad un dosaggio molto più elevato rispetto agli inibitori di II generazione. Essendo un inibitore irreversibile, è capace in vitro di bloccare EGFR anche in presenza della mutazione T790M. 160 L’utilizzo a dosi appropriate in vivo consente di traslare questa attività anti-T790M negli studi clinici. 88 AZD9291 è stato somministrato a 253 pazienti pre-trattati con erlotinib o gefitinib, il 62% dei quali con mutazione T790M. Di tutti i pazienti trattati, il 51% ha ottenuto una risposta obiettiva (parziale o completa). Il 61% dei pazienti con mutazione T790M ha ottenuto una risposta obiettiva (disease control rate 95%). Al contrario le risposte obiettive erano solamente il 21% nei pazienti senza mutazione T790M. Inoltre, la mPFS era di 9.6 e 2.8 mesi nei pazienti
71 con e senza la mutazione T790M. Nei casi in cui insorge resistenza acquisita, è già stata descritta una terza mutazione di EGFR C797S ad indicare l’importanza dell’oncogene addiction per EGFR di questi tumori. 161
Anche rociletinib è un inibitore irreversibile di EGFR disegnato per inibire la forma mutata di EGFR. Rociletinib ha una minima efficacia contro EGFR wild-type in vitro. Essendo un inibitore irreversibile, ha attività anche contro la mutazione T790M e si è dimostrato efficace in vitro nell’inibire la crescita di cellule resistenti ad erlotinib e gefitinib per la presenza di questa mutazione. 162 In uno studio di fase I-II sono stati trattati con rociletinib 302 pazienti con mutazione attivante di EGFR, pre-trattati con almeno una linea di TKI. Il 59% dei pazienti con mutazione di resistenza acquisita T790M ha ottenuto una risposta obiettiva. Nei pazienti senza mutazione T790M il response rate era del 29%. La mPFS era di 13.1 mesi nei pazienti con T790M e di 5.6 mesi in quelli senza la mutazione di resistenza. Anche rociletinib, avendo un’attività spiccata per la forma mutata del recettore, ma minima per quello wild-type, ha un ottimo profilo di tossicità. Tuttavia, un suo metabolita sembra essere alla base di alcuni casi di iperglicemia di grado terzo osservati durante il trattamento. 89
Entrambi questi inibitori di III generazione hanno dimostrato una promettente attività clinica negli studi di fase I-II in pazienti già pretrattati con inibitori di I e II generazione. L’attività di questi farmaci è stata maggiore nei pazienti con la mutazione di resistenza acquisita T790M. Pertanto, sono in corso studi di fase III per confrontare la loro efficacia con quella della chemioterapia in pazienti con mutazione attivante di EGFR che abbiano sviluppato la mutazione T790M durante il trattamento di prima linea con TKI.
72 Quindi, ad oggi, la necessità di una nuova determinazione dello stato mutazionale di EGFR al momento della progressione di malattia è diventato un elemento essenziale per guidare un’appropriata pratica clinica. Tuttavia, non è sempre possibile, né scevro di rischi, reperire materiale istologico ove ricercare le cause di resistenza acquisita al trattamento con TKI. La possibilità di testare la presenza della mutazione di resistenza acquisita su campioni biologici facilmente reperibili come il sangue costituirebbe una drastica semplificazione delle procedure per il paziente e per l’operatore sanitario. In letteratura, il DNA tumorale circolante è stato utilizzato per la ricerca delle mutazioni di EGFR. Sia le mutazioni attivanti che la T790M sono state descritte nelle biopsie liquide dei pazienti. Tuttavia, la sensibilità della ricerca delle mutazioni di EGFR sul DNA circolante si attesta intorno al 60%.163-165 Differenze sostanziali nella capacità di individuare la mutazione dipendono dalla tecnica di analisi utilizzata: RT-PCR, ddPCR, BEAMing o next generation sequencing. Ad oggi non esiste un test standardizzato per la ricerca delle mutazioni di EGFR nel plasma dei pazienti e pertanto i risultati dipendono largamente dalle tecnologie e dalle competenze del laboratorio di analisi.
Dei 10 pazienti in cui era disponibile una re-biopsia dopo progressione, 4 presentavano la mutazione T790M sia a livello istologico che nel plasma. Sei pazienti avevano una re-biopsia negativa per la mutazione T790M, ma due di questi presentavano la mutazione T790M nel DNA circolante. Pertanto il test da noi utilizzato sembra sovrastimare il numero di mutazioni T790M rispetto alla rebiopsia. Varie possono essere le cause di questa discrepanza: una minor specificità del test utilizzato o la presenza di cloni tumorali con
73 caratteristiche diverse all’interno del tumore. Un tumore metastatico è una malattia sistemica in cui è stata documentata la presenza di diversi sub-cloni di cellule neoplastiche. 166,167 Pertanto è lecito ipotizzare che, anche nel tumore del polmone, noduli tumorali distanti potrebbero avere un genoma diverso. Quindi, non necessariamente, la biopsia di un singolo nodulo potrebbe essere rappresentativa dello stato mutazionale del tumore nella sua totalità. Al contrario, l’analisi del DNA tumorale presente in circolo potrebbe essere un indice più accurato dello stato mutazionale delle diverse lesioni metastatiche.
Rilevante sarà capire se la ricerca della mutazione T790M nel DNA circolante potrà rappresentare un metodo più efficace per predire la risposta al trattamento con inibitori tirosinochinasici di III generazione (AZD9291 e rociletinib).
La scarsa numerosità del campione da noi analizzato non ci consente di concludere se esistano differenze significative nella probabilità di sviluppare la mutazione T790M nei pazienti con diverse mutazioni attivanti (L858R o Ex19del) o in base al TKI utilizzato per il trattamento (gefitinib, erlotinib, afatinib).
Abbiamo osservato una maggior sopravvivenza nei pazienti che sviluppano la mutazione T790M. Tale osservazione è in linea con quanto precedentemente descritto valutando la presenza della mutazione T790M su re-biopsie. 168 Le neoplasie che sviluppano la mutazione T790M continuano a dipendere da EGFR per la loro crescita: viene mantenuta l’oncogene addiction. Studi in vitro hanno dimostrato che le cellule con doppia mutazione
74 L858R e T790M hanno un ritmo di replicazione più lento delle cellule con la sola mutazione L858R (le stesse considerazioni sono valide per Ex19del).
136,137
Questa minor velocità di crescita potrebbe contribuire alla maggior sopravvivenza dei pazienti. Inoltre, in vivo, la minor velocità di crescita delle cellule con doppia mutazione fa sì che dopo l’interruzione del trattamento con gefitinib o erlotinib le cellule sopravvissute con solo la mutazione attivante proliferino più rapidamente e nel tempo conferiscano nuovamente la sensibilità al trattamento con TKI. 125 Pertanto, la possibilità di trattare nuovamente i pazienti con un trattamento efficace potrebbe contribuire ad una miglior sopravvivenza dei pazienti con mutazione T790M. Lo stesso principio è alla base dei fenomeni di tumor flare descritti in questi pazienti. 140
Per queste ragioni, si ritiene che i benefici del trattamento con inibitori di EGFR proseguano anche dopo l’evidenza radiologica di progressione nei pazienti con mutazione T790M. Al contrario, tumori che sviluppano resistenza sfruttando pathways alternativi a quello di EGFR potrebbero non beneficiare ulteriormente del trattamento con TKI. 78 L’analisi del DNA circolante con metodiche che consentano di valutare la presenza di più mutazioni contemporaneamente potrebbe essere uno strumento utile per una diagnosi esatta e completa dei meccanismi di resistenza acquisita al trattamento con inibitori di EGFR sia di vecchia che di nuova generazione.
75
6. CONCLUSIONI
La biopsia liquida è un aiuto importante quando non si possa fare la re- biopsia che tuttavia resta lo standard. Sarà interessante valutare come la biopsia liquida con questa tecnica possa rappresentare un fattore predittivo alla risposta a TKI di III generazione.
Bibliografia
1. Global Burden of Disease Cancer C, Fitzmaurice C, Dicker D, et al. The Global Burden of Cancer 2013. JAMA oncology 2015;1:505-27.
2. Jemal A, Center MM, DeSantis C, Ward EM. Global patterns of cancer incidence and mortality rates and trends. Cancer epidemiology, biomarkers & prevention : a publication of the American Association for Cancer Research, cosponsored by the American Society of Preventive Oncology 2010;19:1893- 907.
3. Alberg AJ, Brock MV, Ford JG, Samet JM, Spivack SD. Epidemiology of lung cancer: Diagnosis and management of lung cancer, 3rd ed: American College of Chest Physicians evidence-based clinical practice guidelines. Chest 2013;143:e1S-29S.
4. Siegel RL, Miller KD, Jemal A. Cancer statistics, 2015. CA: a cancer journal for clinicians 2015;65:5-29.
5. Malvezzi M, Bertuccio P, Levi F, La Vecchia C, Negri E. European cancer mortality predictions for the year 2014. Annals of oncology : official
76 journal of the European Society for Medical Oncology / ESMO 2014;25:1650- 6.
6. Malvezzi M, Bertuccio P, Rosso T, et al. European cancer mortality predictions for the year 2015: does lung cancer have the highest death rate in EU women? Annals of oncology : official journal of the European Society for Medical Oncology / ESMO 2015;26:779-86.
7. AIOM A. I NUMERI DEL CANCRO IN ITALIA. 2015.
8. Travis WD, Brambilla E, Muller-Hermelink HK, Harris CC. Pathology and genetics: Tumors of the lung, pleura, thymus and heart. Lyon, France: IARC Press; 2004.
9. Lortet-Tieulent J, Soerjomataram I, Ferlay J, Rutherford M, Weiderpass E, Bray F. International trends in lung cancer incidence by histological subtype: adenocarcinoma stabilizing in men but still increasing in women. Lung cancer 2014;84:13-22.
10. Pao W, Chmielecki J. Rational, biologically based treatment of EGFR- mutant non-small-cell lung cancer. Nature reviews Cancer 2010;10:760-74. 11. Pao W, Miller V, Zakowski M, et al. EGF receptor gene mutations are common in lung cancers from "never smokers" and are associated with sensitivity of tumors to gefitinib and erlotinib. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 2004;101:13306-11. 12. Paez JG, Janne PA, Lee JC, et al. EGFR mutations in lung cancer: correlation with clinical response to gefitinib therapy. Science 2004;304:1497- 500.
77 13. Tsao MS, Sakurada A, Cutz JC, et al. Erlotinib in lung cancer - molecular and clinical predictors of outcome. The New England journal of medicine 2005;353:133-44.
14. Kosaka T, Yatabe Y, Endoh H, Kuwano H, Takahashi T, Mitsudomi T. Mutations of the epidermal growth factor receptor gene in lung cancer: biological and clinical implications. Cancer research 2004;64:8919-23.
15. Shi Y, Au JS, Thongprasert S, et al. A prospective, molecular epidemiology study of EGFR mutations in Asian patients with advanced non- small-cell lung cancer of adenocarcinoma histology (PIONEER). Journal of thoracic oncology : official publication of the International Association for the Study of Lung Cancer 2014;9:154-62.
16. Chiu CH, Chou TY, Chiang CL, Tsai CM. Should EGFR mutations be tested in advanced lung squamous cell carcinomas to guide frontline treatment? Cancer chemotherapy and pharmacology 2014;74:661-5.
17. Miller VA, Kris MG, Shah N, et al. Bronchioloalveolar pathologic subtype and smoking history predict sensitivity to gefitinib in advanced non- small-cell lung cancer. Journal of clinical oncology : official journal of the American Society of Clinical Oncology 2004;22:1103-9.
18. Pao W, Wang TY, Riely GJ, et al. KRAS mutations and primary resistance of lung adenocarcinomas to gefitinib or erlotinib. PLoS medicine 2005;2:e17.
19. Eberhard DA, Johnson BE, Amler LC, et al. Mutations in the epidermal growth factor receptor and in KRAS are predictive and prognostic indicators in patients with non-small-cell lung cancer treated with chemotherapy alone
78 and in combination with erlotinib. Journal of clinical oncology : official journal of the American Society of Clinical Oncology 2005;23:5900-9.
20. Rosell R, Moran T, Queralt C, et al. Screening for epidermal growth factor receptor mutations in lung cancer. The New England journal of medicine 2009;361:958-67.
21. Bell DW, Lynch TJ, Haserlat SM, et al. Epidermal growth factor receptor mutations and gene amplification in non-small-cell lung cancer: molecular analysis of the IDEAL/INTACT gefitinib trials. Journal of clinical oncology : official journal of the American Society of Clinical Oncology 2005;23:8081-92. 22. Kim YT, Seong YW, Jung YJ, et al. The presence of mutations in epidermal growth factor receptor gene is not a prognostic factor for long-term outcome after surgical resection of non-small-cell lung cancer. Journal of thoracic oncology : official publication of the International Association for the Study of Lung Cancer 2013;8:171-8.
23. Mitsudomi T. Molecular epidemiology of lung cancer and geographic variations with special reference to EGFR mutations. Translational lung cancer research 2014;3:205-11.
24. Zhang H, Berezov A, Wang Q, et al. ErbB receptors: from oncogenes to targeted cancer therapies. The Journal of clinical investigation 2007;117:2051-8.
25. Lemmon MA, Schlessinger J, Ferguson KM. The EGFR family: not so prototypical receptor tyrosine kinases. Cold Spring Harbor perspectives in biology 2014;6:a020768.
26. Harris RC, Chung E, Coffey RJ. EGF receptor ligands. Experimental cell research 2003;284:2-13.
79 27. Adrain C, Freeman M. Regulation of receptor tyrosine kinase ligand processing. Cold Spring Harbor perspectives in biology 2014;6.
28. Ward CW, Hoyne PA, Flegg RH. Insulin and epidermal growth factor receptors contain the cysteine repeat motif found in the tumor necrosis factor receptor. Proteins 1995;22:141-53.
29. Roskoski R, Jr. The ErbB/HER family of protein-tyrosine kinases and cancer. Pharmacological research 2014;79:34-74.
30. Roskoski R, Jr. ErbB/HER protein-tyrosine kinases: Structures and small molecule inhibitors. Pharmacological research 2014;87:42-59.
31. Ferguson KM, Darling PJ, Mohan MJ, Macatee TL, Lemmon MA. Extracellular domains drive homo- but not hetero-dimerization of erbB receptors. The EMBO journal 2000;19:4632-43.
32. Yarden Y, Sliwkowski MX. Untangling the ErbB signalling network. Nature reviews Molecular cell biology 2001;2:127-37.
33. Cho HS, Mason K, Ramyar KX, et al. Structure of the extracellular region of HER2 alone and in complex with the Herceptin Fab. Nature 2003;421:756-60.
34. Honegger AM, Kris RM, Ullrich A, Schlessinger J. Evidence that autophosphorylation of solubilized receptors for epidermal growth factor is mediated by intermolecular cross-phosphorylation. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 1989;86:925- 9.
35. Wagner MJ, Stacey MM, Liu BA, Pawson T. Molecular mechanisms of SH2- and PTB-domain-containing proteins in receptor tyrosine kinase signaling. Cold Spring Harbor perspectives in biology 2013;5:a008987.
80 36. Zhang X, Gureasko J, Shen K, Cole PA, Kuriyan J. An allosteric mechanism for activation of the kinase domain of epidermal growth factor receptor. Cell 2006;125:1137-49.
37. Eck MJ, Yun CH. Structural and mechanistic underpinnings of the differential drug sensitivity of EGFR mutations in non-small cell lung cancer. Biochimica et biophysica acta 2010;1804:559-66.
38. Lemmon MA, Schlessinger J. Regulation of signal transduction and signal diversity by receptor oligomerization. Trends in biochemical sciences 1994;19:459-63.
39. Yarden Y, Schlessinger J. Epidermal growth factor induces rapid, reversible aggregation of the purified epidermal growth factor receptor. Biochemistry 1987;26:1443-51.
40. Jones RB, Gordus A, Krall JA, MacBeath G. A quantitative protein interaction network for the ErbB receptors using protein microarrays. Nature 2006;439:168-74.
41. Perez-Torres M, Valle BL, Maihle NJ, Negron-Vega L, Nieves-Alicea R, Cora EM. Shedding of epidermal growth factor receptor is a regulated process that occurs with overexpression in malignant cells. Experimental cell research 2008;314:2907-18.
42. Rose-John S, Heinrich PC. Soluble receptors for cytokines and growth factors: generation and biological function. The Biochemical journal 1994;300 ( Pt 2):281-90.
43. Lafky JM, Wilken JA, Baron AT, Maihle NJ. Clinical implications of the ErbB/epidermal growth factor (EGF) receptor family and its ligands in ovarian cancer. Biochimica et biophysica acta 2008;1785:232-65.
81 44. Wilken JA, Baron AT, Foty RA, McCormick DJ, Maihle NJ. Identification of immunoreactive regions of homology between soluble epidermal growth factor receptor and alpha5-integrin. Biochemistry 2011;50:4309-21.
45. Guillaudeau A, Durand K, Bessette B, et al. EGFR soluble isoforms and their transcripts are expressed in meningiomas. PloS one 2012;7:e37204. 46. Lynch TJ, Bell DW, Sordella R, et al. Activating mutations in the epidermal growth factor receptor underlying responsiveness of non-small-cell lung cancer to gefitinib. The New England journal of medicine 2004;350:2129-39.
47. Sharma SV, Bell DW, Settleman J, Haber DA. Epidermal growth factor receptor mutations in lung cancer. Nature reviews Cancer 2007;7:169-81. 48. Fabian MA, Biggs WH, 3rd, Treiber DK, et al. A small molecule-kinase interaction map for clinical kinase inhibitors. Nature biotechnology 2005;23:329-36.
49. Shigematsu H, Gazdar AF. Somatic mutations of epidermal growth factor receptor signaling pathway in lung cancers. International journal of cancer Journal international du cancer 2006;118:257-62.
50. Tanner NT, Pastis NJ, Sherman C, Simon GR, Lewin D, Silvestri GA. The role of molecular analyses in the era of personalized therapy for advanced NSCLC. Lung cancer 2012;76:131-7.
51. Kobayashi S, Boggon TJ, Dayaram T, et al. EGFR mutation and resistance of non-small-cell lung cancer to gefitinib. The New England journal of medicine 2005;352:786-92.
82 52. Pao W, Miller VA, Politi KA, et al. Acquired resistance of lung adenocarcinomas to gefitinib or erlotinib is associated with a second mutation in the EGFR kinase domain. PLoS medicine 2005;2:e73.
53. Gow CH, Shih JY, Chang YL, Yu CJ. Acquired gefitinib-resistant mutation of EGFR in a chemonaive lung adenocarcinoma harboring gefitinib- sensitive mutation L858R. PLoS medicine 2005;2:e269.
54. Giaccone G, Rodriguez JA. EGFR inhibitors: what have we learned from the treatment of lung cancer? Nature clinical practice Oncology 2005;2:554-61.
55. Linardou H, Dahabreh IJ, Bafaloukos D, Kosmidis P, Murray S. Somatic EGFR mutations and efficacy of tyrosine kinase inhibitors in NSCLC. Nature reviews Clinical oncology 2009;6:352-66.
56. Carey KD, Garton AJ, Romero MS, et al. Kinetic analysis of epidermal growth factor receptor somatic mutant proteins shows increased sensitivity to the epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitor, erlotinib. Cancer research 2006;66:8163-71.
57. Sordella R, Bell DW, Haber DA, Settleman J. Gefitinib-sensitizing EGFR mutations in lung cancer activate anti-apoptotic pathways. Science 2004;305:1163-7.
58. Politi K, Zakowski MF, Fan PD, Schonfeld EA, Pao W, Varmus HE. Lung adenocarcinomas induced in mice by mutant EGF receptors found in human lung cancers respond to a tyrosine kinase inhibitor or to down- regulation of the receptors. Genes & development 2006;20:1496-510.
83 59. Politi K, Lynch TJ. Two sides of the same coin: EGFR exon 19 deletions and insertions in lung cancer. Clinical cancer research : an official journal of the American Association for Cancer Research 2012;18:1490-2.
60. Huse M, Kuriyan J. The conformational plasticity of protein kinases. Cell 2002;109:275-82.
61. Kumar A, Petri ET, Halmos B, Boggon TJ. Structure and clinical relevance of the epidermal growth factor receptor in human cancer. Journal of clinical oncology : official journal of the American Society of Clinical Oncology 2008;26:1742-51.
62. Yun CH, Mengwasser KE, Toms AV, et al. The T790M mutation in EGFR kinase causes drug resistance by increasing the affinity for ATP. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 2008;105:2070-5.
63. Yun CH, Boggon TJ, Li Y, et al. Structures of lung cancer-derived EGFR mutants and inhibitor complexes: mechanism of activation and insights into differential inhibitor sensitivity. Cancer cell 2007;11:217-27.
64. Shan Y, Eastwood MP, Zhang X, et al. Oncogenic mutations counteract intrinsic disorder in the EGFR kinase and promote receptor dimerization. Cell 2012;149:860-70.
65. Sutto L, Gervasio FL. Effects of oncogenic mutations on the conformational free-energy landscape of EGFR kinase. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 2013;110:10616-21.
84 66. Yano S, Kondo K, Yamaguchi M, et al. Distribution and function of EGFR in human tissue and the effect of EGFR tyrosine kinase inhibition. Anticancer research 2003;23:3639-50.
67. Ekstrand AJ, Sugawa N, James CD, Collins VP. Amplified and rearranged epidermal growth factor receptor genes in human glioblastomas reveal deletions of sequences encoding portions of the N- and/or C-terminal tails. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 1992;89:4309-13.
68. Nyati MK, Morgan MA, Feng FY, Lawrence TS. Integration of EGFR inhibitors with radiochemotherapy. Nature reviews Cancer 2006;6:876-85. 69. Ono M, Hirata A, Kometani T, et al. Sensitivity to gefitinib (Iressa, ZD1839) in non-small cell lung cancer cell lines correlates with dependence on the epidermal growth factor (EGF) receptor/extracellular signal-regulated kinase 1/2 and EGF receptor/Akt pathway for proliferation. Molecular cancer therapeutics 2004;3:465-72.
70. Han SW, Hwang PG, Chung DH, et al. Epidermal growth factor receptor (EGFR) downstream molecules as response predictive markers for gefitinib (Iressa, ZD1839) in chemotherapy-resistant non-small cell lung cancer. International journal of cancer Journal international du cancer 2005;113:109- 15.
71. Mukohara T, Engelman JA, Hanna NH, et al. Differential effects of gefitinib and cetuximab on non-small-cell lung cancers bearing epidermal growth factor receptor mutations. Journal of the National Cancer Institute