phase 1 studie betreffend panobinostat und imatinib in patienten mit behandlungsresistenten,...
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Translationale Forschung bei GIST
HDAC-Hemmung bei GISTVom Labor in die Klinik
Prof. Dr. Sebastian BauerInnere Klinik (Tumorforschung)
Folie 2 Titel2 01.05.2023
Übersicht
• Was ist translationale Forschung?
• Was sind Krankheitsmodelle und wozu dienen sie?
• Wozu dienen Tumorproben?
• Vorstellung aktueller Projekte der „Translationalen Sarkomforschung“ (AG Bauer)
Folie 3 Titel3 01.05.2023
• Schnittstelle zwischen Labor und Klinik
• „Übersetzung“ prä-klinischer Ergebnisse in klinische Studien
Grundlagenforschung Translationale Forschung Klinische Forschung
Was ist translationale Forschung?
Folie 4 Titel4 01.05.2023
• Krankheitsmodelle• Krebs-Zelllinien
• Mäuse
• Tumorproben• Biopsien
• OP-Tumorproben
• Paraffin Proben (Archiv)
• Blutproben
Was sind unsere Werkzeuge?
Folie 5 Titel5 01.05.2023
• Zelllinien als Krankheitsmodell
• „Krebsforschung in der Petrischale“
PatientGIST
Glivec resistent
TumorprobeGIST
Glivec resistent
ZelllinieGIST
Glivec resistent
Entfernung des Tumors
Aufbereitung+ Nährmedium
Was sind Zelllinien?
Folie 6 Titel6 01.05.2023
Erforschung neuer Medikamente
Gezielte Mutation
Genetische Untersuchungen
Erforschung von Resistenzmechanismen
Wozu brauchen wir Zelllinien?
Folie 7 Titel7 01.05.2023
Erforschung neuer Medikamente
Behandlung von Zellen mit neuem
Medikament(3 Tage)
Messung der verbliebenen
Zellen
Auswertung der Daten
Wozu dienen Zelllinien?
Folie 8 Titel8 01.05.2023
Erfolgreiche Behandlung von Krebszellenin Petrischale
Klinische Studie???
Was kommst danach?
Folie 9 Titel9 01.05.2023
Behandlung von Krebszellenmit Zucker
Zucker heilt den Krebs!!!
Die Dosis macht das Gift!
Folie 10 Titel10 01.05.2023
AntitumoraleWirkung
Starke Nebenwirkungen /nicht zu erreichen
Keine Wirkung
Konzentration des Medikamentes im Blut/ im Tumor
Therapeutisches Fenster
Das therapeutische Fenster
Folie 11 Titel11 01.05.2023
Injektion von Zellen unter die
Haut
Behandlung mit neuem
Medikament
GIST ZelllinieGlivec resistent
Das Mausmodell
Folie 12 Titel12 01.05.2023
Medikamentunwirksam
Wachstumsstopp Heilung
Das Mausmodell
Folie 13 Titel13 01.05.2023
Erfolgreiche Behandlung im Mausmodell
(in vivo)
Klinische Phase I Studie
Phase II Studie
Phase III Studie
Zulassung des neuen Medikamentes für die
Behandlung Glivec resistenter GIST
VielversprechendeErgebnisse in
Zelllinien(in vitro)
Erfolgreiche Translation
Folie 14 Titel14 01.05.2023
VielversprechendeErgebnisse
(in vitro)
Erhebung von Daten im Labor 2007-2009
„Translationale Sarkomforschung“ in der Praxis
Erfolgreiche Behandlung (in vivo)
Klinische Phase I Studie
Folie 15 Titel15 01.05.2023
Erfolgreiche Behandlung (in vivo)
Klinische Phase I Studie
Erhebung von Daten im Labor 2007-2009
Qualität der Daten + Vorliegen von
ausreichend in vivo Daten
Panobinostat + Glivec in TKI-refraktären GIST
am WTZ + Helios Kliniken Berlin
VielversprechendeErgebnisse
(in vitro)
„Translationale Sarkomforschung“ in der Praxis
Folie 16 Titel16 01.05.2023
VielversprechendeErgebnisse
(in vitro)
Klinische Phase I Studie
Einschluss von GIST Patienten in p53-
Aktivator Studie bei soliden Tumoren am
WTZ
„Translationale Sarkomforschung“ in der Praxis
Folie 17 Titel17 01.05.2023
• DKTK-Kooperation mit Uni Heidelberg (DKFZ)
• OP-Tumorproben werden „gesammelt“• Genetisch genau untersucht sequenziert
• Auftretende Mutationen werden an weiteren Tumorproben (Paraffin-Archiv) untersucht
• Auftretende Mutationen an Zelllinien nachvollziehen + untersuchen
• Ergibt sich ein Ansatzpunkt für neue Therapie?
Wozu dienen Tumorproben?
„Translationale Sarkomforschung“ in der Praxis
Ex 11
Ex 13
Ex 9
Ex 17G
rb2
Ras
RAFRAF
MEKMEK
MAPK/ERK1/2MAPK/ERK1/2
P85-PI3K
PP
P P PP P
PDK1/2
PP
P
P
PIP3PP
P
P
PIP3
AKTAKT
mTORmTOR
p70S6Kp70S6K
S6S6
Kern
Cytoskeletal proteins
MYC
STAT1
STAT3
JAK2
?
?
?
apoptosis
Ex 11
Ex 13
Ex 9
Ex 17
Ex 11
Ex 13
Ex 9
Ex 17
translation off Proliferations-Stop
GIST signaling
Ex 11
Ex 13
Ex 9
Ex 17G
rb2
Ras
RAFRAF
MEKMEK
MAPK/ERK1/2MAPK/ERK1/2
P85-PI3K
PP
P P PP P
PDK1/2
PP
P
P
PIP3PP
P
P
PIP3
AKTAKT
mTORmTOR
p70S6Kp70S6K
S6S6
Nucleus
Cytoskeletal proteins
MYC
STAT1
STAT3
JAK2
?
?
?
Ex 11
Ex 13
Ex 9
Ex 17
Ex 11
Ex 13
Ex 9
Ex 17
on
off
Proliferations-Stopapoptosis
GIST signaling
translation off
Ex 11
Ex 13
Ex 9
Ex 17G
rb2
Ras
RAFRAF
MEKMEK
MAPK/ERK1/2MAPK/ERK1/2
P85-PI3K
PP
P P PP P
PDK1/2
PP
P
P
PIP3PP
P
P
PIP3
AKTAKT
mTORmTOR
p70S6Kp70S6K
S6S6
Nucleus
Cytoskeletal proteins
MYC
STAT1
STAT3
JAK2
?
?
?
Ex 11
Ex 13
Ex 9
Ex 17
Ex 11
Ex 13
Ex 9
Ex 17
on
off
SCF
Proliferations-Stopapoptosis
GIST signaling
translation off
Ex 11
Ex 13
Ex 9
Ex 17G
rb2
Ras
RAFRAF
MEKMEK
MAPK/ERK1/2MAPK/ERK1/2P
Nucleus
Cytoskeletal proteins
P
MYC
P85-PI3K
PP
P P PP P
PDK1/2
PP
P
P
PIP3PP
P
P
PIP3
AKTAKT
mTORmTOR
p70S6Kp70S6K
S6S6
STAT1
STAT3
JAK2
?
P
PP
P
P
P
P
P
translation on proliferation on
?
?
No apoptosis
Ex 11
Ex 13
Ex 9
Ex 17
Ex 11
Ex 13
Ex 9
Ex 17
on
off
SCF
ATP
GIST signaling
Ex 11
Ex 13
Ex 9
Ex 17G
rb2
Ras
RAFRAF
MEKMEK
MAPK/ERK1/2MAPK/ERK1/2
P85-PI3K
PP
P P PP P
PDK1/2
PP
P
P
PIP3PP
P
P
PIP3
AKTAKT
mTORmTOR
p70S6Kp70S6K
S6S6
Nucleus
Cytoskeletal proteins
MYC
STAT1
STAT3
JAK2
?
?
?
Ex 11
Ex 13
Ex 9
Ex 17
Ex 11
Ex 13
Ex 9
Ex 17
on
offGlivec
Proliferation stopped
ATPGLIVEC
apoptosis
GIST signaling
translation off
Folie 23 Titel
23 01.05.2023 Panobinostat and Imatinib in GIST
mOS:18mo at time of resistance to IM and SU
MetaGIST-analysis: J Clin Oncol. 2010 Mar 1;28(7):1247-53Falkenhorst et al DGHO 2015
Hintergrund: Imatinib Resistenz bei >80% of patients
Folie 24 Titel
24 01.05.2023 Bauer
HintergrundKein Medikament hemmt alle Mutationen
Exon 13/14 Exon 17
Garner, Clin Cancer Res. .1397.2014
Folie 25 Titel
25 01.05.2023 Panobinostat and Imatinib in GIST
Ex 11
Ex 13
Ex 9
Ex 17
Ex 11
Ex 13
Ex 9
Ex 17
Ex 11
Ex 13
Ex 9
Ex 17
GIST Growth & Survival Pathways
GRB2
AKT
MTOR
p70S6K
S6
4EBP1
eIF4E
P P P PPDK1
PTEN
x x
Cytoplasmickinases
ABL, SRC, PKCs…
Ras
Raf
MAPK
KITPDGFRA
VEGFR(RTK)
VEGF-A
HSP90
PKCtheta
PI3K
MEK
Ex 11
Ex 13
Ex 9
Ex 17
Ex 11
Ex 13
Ex 9
Ex 17
HDAC
ECD
JMD
KD1
KD2
Other RTKs
FLT3, FGFR,…
direct KIT-inhibitors (ATP-competing)
indirect inhibition
KIT-stabilization
KIT transcription (?)
direct KIT-inhibitors(allosteric)
Strategien gegen die Resistenz
KIT-independentdrivers?
Tumor-host?
CombinationSequence
Folie 26 Titel
26 01.05.2023 Panobinostat and Imatinib in GIST
Rationale for HDACI bei GIST?
Bali et al, JBC 2005 280 (29): 26729-34
HDACI wirkt gegen CML – auch gegen die Resistenzen
Folie 27 Titel
27 01.05.2023 Panobinostat and Imatinib in GIST
Effekt von HDACi auf GIST
HDAC-Inhibitor
GIST882(IC50)
GIST48IC50
LBH589 .09µM .09µMTSA .50µM .32µMSAHA 3.50µM 2.20µMNaB 3200.00µM 2200.00µMValproic acid 3000.00µM 5300.00µM
• HDACI hemmen das Wachstum bei niedrigen Dosen• Hemmung unabhängig vom Mutationsstatus
Folie 28 Titel
28 01.05.2023 Panobinostat and Imatinib in GIST
HDACI – was passiert in der Zelle
HDACI hemmen KITNicht nur sondernZerstören es...
Folie 29 Titel
29 01.05.2023 Panobinostat and Imatinib in GIST
Cell line Mutation IC50
GIST882 Exon 13 IM-sens. 3.5µM
GIST48 Exon 11/17 IM-resis. 2.2µM
GIST62 Exon 11, KIT neg IM-resis. >10µM
GIST522 Exon 11, KIT neg IM-resis. >10µM
Cel
l via
bilit
y
SAHA
GIST 48
GIST 62GIST 522
GIST 882
RationaleHemmung aller GIST, egal ob mutiert (außer
Folie 30 Titel30 01.05.2023
Mühlenberg et al, Cancer Res 2009
Wie funktionieren HDAC?
Folie 31 Titel31 01.05.2023
Investigator-initiated trial (Essen / Berlin), grant by Novartis Primary EP: Maximal verträgliche Dosis
2ndary EP: Sicherheit
Medikamentenspiegel
Effektivität
Phase I – Studie Panobinostat plus Imatinib
Folie 32 Titel32 01.05.2023
Imatinib 400mg qd
LBH589 20mgThree times / week3weeks / 1 week off
LBH589 20mgThree times / week3weeks / 1 week off
1 2 3 4Week: Visit:
PK/BMECG
CT
5 6 7 80dose finding
9 10
(low-dose PET-CT)
Trial design
Folie 33 Titel
33 01.05.2023 Panobinostat and Imatinib in GIST
N=12 patients 8 Männer / 4 Frauen Medianes Alter: 56 Jahre Median pretreatment: 5 (4-11); IM and SU pretreatment
in all patients; nilotinib (n=6), sorafenib (n=6) Median ECOG: 0 (0-1) Prim mut: KIT: Ex 11: n=5 Ex 9: n=2 Ex13:
n=1
PDGFRA: Ex 12: n=1 Ex 18: n=1
WT: n=2
Welche Patienten behandelt?
Folie 34 Titel
34 01.05.2023 Panobinostat and Imatinib in GIST
2 DLTs bei (30mg):
Schwerer Plättchenmangel Dose level 1 = MTD
Most common °III/IV toxicities: thrombocytopenia, neutropenia, nausea, emesis
Common AE`s: thrombocytopenia, fatigue, nausea/vomiting, diarrhoea, dizziness
Viele Nebenwirkungen in Woche 3
Nebenwirkungen
Folie 35 Titel
35 01.05.2023 Panobinostat and Imatinib in GIST
HDAC Hemmung im Blutnachweisbar
Folie 36 Titel
36 01.05.2023 Panobinostat and Imatinib in GIST
Medikamentenspiegel – was bringts?
Folie 37 Titel
37 01.05.2023 Panobinostat and Imatinib in GIST
12 patients evaluable for PET after 3 weeks of combination
1 had mPR, 7 had mSD and 3 had mPD
Longest treatment duration: 17 weeks (median: 6wks)
No objective radiological remission
Subtle shrinkage in single lesions
Wirksamkeit im PET
Folie 38 Titel
38 01.05.2023 Panobinostat and Imatinib in GIST
Wirksamkeitsbeurteilung (PET)
5. Linientherapie; metabolische partielle Remission
Folie 39 Titel
39 01.05.2023 Panobinostat and Imatinib in GIST
Wie sinnvoll ist die Blutmessung? (Biomarker)
Sind Plasmaspiegel ausreichend hoch?
Fragen zurück ins Labor?
Folie 40 Titel
40 01.05.2023 Panobinostat and Imatinib in GISTBauer et al, BJC 2014
Phase-I panobinostat plus IM bei GISTVery sensitiveAs early as 5nM
Long exposure:Reactivation
Clinical dosesMeaningfuladditive
Folie 41 Titel
41 01.05.2023 Panobinostat and Imatinib in GIST
HDAC spielen bei der Regulation von KIT eine Rolle HDACi haben Imatinib-unabhängige Mechanismen Verträglichkeit mit dem geprüften Schema so-so Hinweis für klinische Wirksamkeit Wirksamkeit bei stark vorbehandelten Patienten
Weitere Studie: Krankheits-spezifischer Effekt
Summary
Folie 42 Titel
42 01.05.2023 Panobinostat and Imatinib in GIST
Danke an Alle, die mitgemacht haben!
Sarkomzentrum Essen
Sebastian Bauer
Marit Ahrens
Mathias Hoiczyk
Thomas Mühlenberg
Susanne Simon
Ralf Hilger
James Nagarajah
Florian Grabellus
Max Scheulen
Martin Schuler
Sarkomzentrum Berlin/BB
Peter Reichardt
Daniel Pink
Anette Reichardt
Simone Micheel
Novartis
Anette Pustowka
Ulrike Haus
Folie 43 Titel
43 01.05.2023 Panobinostat and Imatinib in GIST
• Untersuchung der genetischen Heterogenität bei GIST
• Wirkstoff-Bibliothek-Screen gegen TKI-resistente GIST
• PI3K-Inhibition bei Leiomyosarkomen in vivo
• Kombination von Immuntherapie, Zellzyklusinhibition und Strahlentherapie bei Dedifferenzierten Liposarkomen
Aktuelle Projekte
Folie 44 Titel
44 01.05.2023 Panobinostat and Imatinib in GIST
GIST mit sekundärer Glivec Resistenz zeigen hohen Grad an genetischer Heterogenität
Wardelmann et al, Lancet Oncol 6(4): 249–251, Debiec-Rychter et al Gastroenterology 2005;128:270–279, Heinrich et al, J Clin Oncol. 2006 Oct 10;24(29):4764-74. .
D820E
insertion Exon 9
N822K
D816E
Untersuchung der genetischen Heterogenität bei GIST
Folie 45 Titel
45 01.05.2023 Panobinostat and Imatinib in GIST
Genetisch heterogener GIST
Untersuchung der genetischen Heterogenität bei GIST
Glivec sensibel(exon 11)
Glivec resistentSutent sensibel
(Exon 11+13)
Glivec resistentSutent resistent
(Exon 11+17)
Glivec resistentSutent resistent
(Exon 11+18)
Gliv
ec
Folie 46 Titel
46 01.05.2023 Panobinostat and Imatinib in GIST
Maus A (Kontrolle, unbehandelt) Maus B (5 Wochen Imatinib)
Untersuchung der genetischen Heterogenität bei GIST
Folie 47 Titel
47 01.05.2023 Panobinostat and Imatinib in GIST
Wirkstoff-Bibliothek-Screen gegen TKI-resistente GIST
Wirkstoff-Bibliothek der AG Prof. D. Rauh (TU-Dortmund)
• 1,500 Substanzen
Folie 48 Titel
48 01.05.2023 Panobinostat and Imatinib in GIST
Wirkstoff-Bibliothek-Screen gegen TKI-resistente GIST
Workflow
Behandlung 1µM
Wirkstoff-Bibliothek384-well Platte
Glivec-resistente GIST-ZelllinienGIST-T1D816E GIST-T1D820A
GIST48B
96-well Platte
Folie 49 Titel
49 01.05.2023 Panobinostat and Imatinib in GIST
Wirkstoff-Bibliothek-Screen gegen TKI-resistente GIST
Folie 50 Titel
50 01.05.2023 Panobinostat and Imatinib in GIST
Wirkstoff-Bibliothek-Screen gegen TKI-resistente GIST
Ausblick
• Untersuchung aller 1500 Wirkstoffe
• Chemische Charakterisierung von Kandidaten-Substanzen
• Chemische Optimierung
• Evaluation optimierter Wirkstoffe
• In vivo Testung vielversprechender Wirkstoffe
Folie 51 Titel
51 01.05.2023 Panobinostat and Imatinib in GIST
Zusammenfassung
• Mühsam, Langwierig, Teuer
• Spannend, Erfolgreich
• Fast ausschließlich im Akademischen Umfeld möglich
• Unabdingbar um neue Medikamente zur Behandlung von Sarkomen verfügbar zu machen
Translationale Sarkomforschung ist..
[email protected] Sarkomzentrum Phase I
www.sarkomtour.de