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”.
