CARCINOMA della MAMMELLA:
BASI MOLECOLARI ed
IMPLICAZIONI PROGNOSTICHE e
TERAPEUTICHE
Nicoletta Fortunati
SCDU Endocrinologia Oncologica
5 Ottobre 2011
Corso di aggiornamento in Endocrinologia Clinica
Endocrinologia oncologica
“Hot topics” in clinica, diagnosi e terapia
TARGETED THERAPY
TARGET
CARCINOMA MAMMARIO
SOTTOTIPI
1. LUMINAL A: ERa o PgR positivi, HER2
negativo
2. LUMINAL B: ERa o PgR positivi, HER2
positivo
3. HER2 POSITIVO: overespressione di
HER2
4. BASAL: ERa e PgR negativi, HER2
negativo; (TRIPLO NEGATIVO)
SHRs:domains funzionali e omologie
Da: Ahmad N & Kumar R, Cancer Lett 300: 1-9, 2011
ERa & ERb
Da: Leitman Dc et al. Curr Op Pharmacol 10: 629-636, 2010
ERa & ERb
DIFFERENZE
• Prodotti di 2 differenti geni (ERa, locus 11q13.1; ERb, locus
14q23.2 )
• LBD presenta una dimensione diversa
• AF-1 e AF-2 sono localizzati nelle regione meno conservata
• ERa richiede sempre la presenza del ligando per avviare la
regolazione genica mentre ERb è attivo anche nella forma non
legata
• Regolano sets di geni differenti sia perché si legano a regioni
diverse del DNA (diverse dal tradizionale ERE) sia perché
reclutano diversi sets di coregolatori
Meccanismo Classico dell’Azione degli SHRs
Da: Ahmad N & Kumar R, Cancer Lett 300: 1-9, 2011
SHRs
• SHRs sono fattori di trascrizione ligando-attivati che
comprendono i recettori per glucocorticoidi (GR), estrogeni
(ER), progesterone (PR), androgeni (AR), e mineralocorticoidi
(MR)
• SHRs sono costituiti da almeno 3 domains funzionali principali,
che presentano diverse funzioni e diversi gradi di omologia: Nterminale (NTD)-, DNA binding domain (DBD-) il più conservato,
e ligand binding (LBD)-domain C-terminale.
• Il modello d’azione classico prevede che gli SHRs non legati si
trovino nel compartimento citoplasmatico associati con varie
heat shock e altre protein chaperone; quando si lega il ligando,
il recettore va incontro a rearrangiamenti conformazionali e
transloca nel nucleo dove si lega a specifiche sequenze del
DNA conosciute come hormone response elements (HREs) e si
assembla
con
le
proteine
partner
coregolatorie.
COREGOLATORI
[COATTIVATORI & COREPRESSORI]
• Coattivatori e corepressori sono presenti nello stesso
complesso molecolare che controlla il meccanismo
trascrizionale regolato dagli SHRs e che ha come ultimo effetto
l’espressione di specifici geni targets
• Questi complessi multi-molecolari agiscono stabilizzando la
macchina trascrizionale basale e/o rimodellando la cromatina,
funzione nella quale sono implicate numerose attività
enzimatiche come le istone acetyltransferasi e deacetylasi
• La disregolazione del complesso SHR/coregolatori è coinvolta
nello sviluppo di patologie quali le Sindromi da Resistenza
Ormonale e le Neoplasie Ormono-dipendenti.
• I sets di coregolatori utilizzati cambia da tessuto a tessuto
FARMACOLOGIA degli SHRs
• Scoperta di meccanismi di specificità del tessuto
target che moduli l’azione agonista o antagonista del
farmaco  Sviluppo di modulatori degli SHRs ad
attività tessuto-selettiva
• La terapia ormonale è fondamentale nel trattamento
di alcune neoplasie (e.g. mammella e prostata) ma la
durata e le dosi dei modulatori degli SHRs sono
ancora in via di definizione anche alla luce dello
sviluppo della resistenza a tali farmaci che si
sviluppa nel tempo  questo è ritenuto un problema
clinico maggiore che richiede lo sviluppo di nuovi
agenti farmacologici in grado di superare la
resistenza ai modulatori degli SHRs
SERMS: TAMOXIFENE
BASI MOLECOLARI della
RESISTENZA alla TERAPIA ENDOCRINA
 Resistenza de novo o acquisita
 Perdita di ERa (soppressione espressione del
recettore e/o selezione clonale di cellule ERnegative)
 Aumentata attività delle vie indotte da EGFR e/o
IGFR con inibizione della funzionalità di ERa
 Ipersensibilità agli estrogeni dopo deprivazione
MECCANISMI “NON-CLASSICI”
dell’AZIONE ESTROGENICA
1. Signalling
ERa-mediato
ligandoindipendente (attivazione di EGF-R, IGF-R,
GProtein coupled-R, che inducono kinasi e
fosfatasi e modificano lo stato fosforilativo
di ERa)
2. Effetti rapidi, “non-genomici”,mediati da un
recettore membrane-associato
3. Signalling ERE-indipendente (trascrizione
genica regolata da interazione proteinaproteina tra ERa e altri fattori trascrizionali
come AP-1, Sp1, NF-kB)
Da: Barone I et al. Clin Cancer Res 2010;16:2702-2708
Da: Barone I et al. Clin Cancer Res 2010;16:27022708
KINASI & ERa
Il tipo di kinasi che viene attivata determina
risposte differenti al ligando
• Erk1/2 → S118; Akt → S167
→ resistenza al tamoxifene;
→ attivazione ligando-indipendente
• PKA e PAK-1 → S305
→ alterazione della sensibilità agli estrogeni
e al tamoxifene
Da: Barone I et al. Clin Cancer Res 2010;16:27022708
HINGE REGION
Domain multifunzionale che lega numerosi
coregolatori e partecipa al legame di ERa al
DNA
Acetilazione di K266 e K268
→ induce il legame al DNA e l’attivazione ligando
indipendente
Acetilazione di K302 e K303
→ inibisce l’attivazione di ERa
Fosforilazioni delle Ser ed Acetilazione delle Lys sono
tra di loro collegate (S305 → K302/303)
Da: Barone I et al. Clin Cancer Res 2010;16:27022708
VARIANTI DI ERa
Sono note numerose varianti di splicing di ERa che sono co-espresse con
il recettore wild type con effetto dominante positivo o negativo; in
questo caso conferiscono alle cellule di Carcinoma Mammario fenotipo
ormono-indipendente
• ERa D3
→ dominante negativo; sopprime attività trascrizionale estrogeno-indotta;
↓ crescita cellulare ancoraggio-dipendente; ↓ formazione di colonie in
soft agar; ↓potenziale invasivo in vivo
• hERa-46
→ splicing alternativo di esone 1 che determina la mancanza di 173 aa in
AF-1; co-localizza sulle membrane con ERa full-length; inibitore
competitivo di ERa; promuove attività genomica in cellule ER-negative
• hERa-36
→ trascrizione da promoter alternativo del gene di ERa66; mancano
entrambi AF-1 e AF-2; conservati DBD e parte di HBD; possiede un
domain extra di 27 aa; localizzata a livello di membrana dove trasduce
la cascata di segnale “non-genomico” mediato da estrogeni ed
antiestrogeni; inibisce effetti genomici di ERa; overexpression in
carcinomi si accompagna a scarsa prognosi e resistenza al tamoxifene
Da: Barone I et al. Clin Cancer Res 2010;16:27022708
MUTAZIONI SPONTANEE di ERa
• Y537N → elimina un residuo di Tyr carbossiterminale sito critico di fosforilazione → recettore
costituzionalmente attivo (presente in alcuni
carcinomi mammari metastatici)
• K303R → sostituisce una Lys con Arg nel sito 303
della Hinge che causa una maggiore fosforilazione
da parte di PKA e Akt → ipersensibilità agli
estrogeni,
ridotta
sensibilità
al
tamoxifene,
resistenza all’anastrazolo (presente in circa 1/3 delle
iperplasie mammarie premaligne)
INIBITORI AROMATASI
INIBITORI AROMATASI
INIBITORI AROMATASI
INIBITORI AROMATASI
ANASTRAZOLO
EXEMESTANO
Da: Johnston S R Clin Cancer Res 2010;16:1979-1987
HER2
• Appartiene alla famiglia dei recettori per Epidermal
Growth Factor (TK)
• 4 recettori Tirosino-Kinasi (TK) di membrana: HER1,
HER2, HER3, HER4
• HER2 è overespresso in 20-25% dei carcinomi
mammari; dovuta ad amplificazione del gene HER2;
associata a fenotipo aggressivo e prognosi peggiore
• Non ha un ligando proprio ma si attiva dopo etero
dimerizzazione con un altro membro della famiglia
HERs & LIGANDI
Da: Gutierrez C, Schiff R, Arch Pathol Lab Med 2011
HER1, HER2, HER3, HER4
HER: SIGNALLING PATHWAYS
Da Linden H M et al. Clin Cancer Res 2006; 12:5608-5610
HER-2 SCORING - IMMUNOISTOCHIMICA
1+
2+
3+
Da: Gutierrez C, Schiff R, Arch Pathol Lab Med 2011
HER-2 GENE AMPLIFICATION
Da: Gutierrez C, Schiff R, Arch Pathol Lab Med 2011
HER2 OVEREXPRESSION
Da: Gutierrez C, Schiff R, Arch Pathol Lab Med 2011
HER-2 TARGETED THERAPY
Da: Gutierrez C, Schiff R, Arch Pathol Lab Med 2011
TRASTUZUMAB
LAPATINIB
PERTUZUMAB
NERATINIB
da Alvarez, R. H. et al. J Clin Oncol; 28:3366-3379 2010
INIBITORI di mTOR
A
N
G
I
O
G
E
N
E
S
I
VEGFR
INIBITORI VEGF e VEGFR
BEVACIZUMAB
VGFR/TK-INIBITORI
SUNITINIB
SORAFENIB
MOTESANIB
VATALANIB
PARP
(Poly Adenosine-diphosphate Ribose)
BRCA1 e BRCA2
• Cellule con mutazioni loss-of-function di
BRCA possono perdere l’allele wild type
• alterazioni di BRCA1 e BRCA2 sensibilizzano
le cellule all’azione di PARP → instabilità
cromosomica → aberrazioni genetiche →
carcinogenesi
• Solo le cellule mutazioni BRCA1 e BRCA2
sono sensibili agli inibitori di PARP
INIBITORI di PARP
FARMACI TARGET di PATHWAYS che interagiscono con ERα in
CARCINOMI MAMMARI ERα-POSITIVI: CLINICAL TRIALS
Pathway
Target(s)
Stato Malattia
Fas
e
PD-325901*
MEK (MAPK
pathway)
Caricinoma mammario, colon
melanoma; avanzato
I-II
Bevacizumab + sorafenib tosylate†
RAF (MAPK
pathway)
Tumori solidi refrattari, metastatici,
non operabili
I
Paclitaxel and RAD001 followed by FEC
(chemotherapy)‡§
mTOR
Carcinoma mammario Triplo
Negativo
II
Ritonavir (preoperative)∥
Akt
Carcinoma mammario di nuova
diagnosi
I-II
GSK2141795¶
Akt
Tumori solidi/linfomi non responsivi
ad altre terapie
I
GDC-0941 + bevacizumab + paclitaxel**
PI3K
Carcinoma mammario metatstico o
con recidive locali
Ib
BGT226§
PI3K
Tumori solidi avanzati (anche
Carcinoma mammario)
I-II
Farmaco/Combinazione
PI3K
Tumori solidi avanzati (anche
Carcinoma mammario)
I
Temsirolimus†††
mTOR
Carcinoma mammario metatstico o
con recidive locali
II
XL147+ XL647‡‡
PI3K
BEZ235§
Tumori solide (anche Carcinoma
mammario)
I
TARGET
TARGETED THERAPY