TERAPIA TARGET
MOLECOLARE
Terapia target molecolare: razionale
Molteplici difetti genetici coinvolti nell’oncogenesi
Troppi target per una terapia molecolare efficace ?
! Interazione/interdipendenza di molte vie di trasduzione
del segnale
! Riduzione del vantaggio proliferativo con l’inibizione
di una singola via di trasduzione del segnale aberrante
Leucemia Mieloide Cronica
• Incidenza 1-2 casi ogni 100.000
abitanti per anno
Diagnosi facile:
• quadro ematologico caratteristico
• marcatore citogenetico specifico
22
Cromosoma Philadelphia
1960 - Nowell P.C. & Hungerford D.A
Clinical Course: Phases of CML
Advanced phases
Chronic phase
Median 4–6 years
stabilization
Accelerated phase
Blastic phase (blast crisis)
Median duration
up to 1 year
Median survival
3–6 months
Terminal phase
Chair of Hematology, Brescia University
La traslocazione che da origine al cromosoma Ph
avviene in una cellula staminale totipotente
Ph-translocation
BCR/ABL rearrangement
Ph-negative
Stem Cell
Clonal
Expansion
Ph-positive
Stem Cell
My
Ly
B cell
Ph+Myeloid
Progenitors
Proliferation
Expansion
T cell
Ph+Lymphoid
progenitors
T-cell
Ph+
B-cells
Sometimes, Lymphoid
blast crisis
Ph-translocation / BCR-ABL rearrangement
Normal
SC
Ph+SC
Ph+SC
Ph+SC
EXPANSION OF THE Ph + STEM CELL COMPARTMENT
CML
Ph + progenitors & mature cells
Normal
SC
Il cromosoma Philadelphia è il
marcatore caratteristico della LMC
(presente in più del 95% dei casi),
ma si ritrova anche:
• in circa il 30% delle LLA dell’adulto
• nel 2% delle LMA
Conseguenze molecolari della traslocazione
che determina la comparsa del Cromosoma
Philadelphia
9
9+
22
P
h
bcr
bcr-bl
abl
Schema del gene ABL
e dei suoi domini funzionali
Attività tirosin-kinasica
Myr
SH3
SH2
SH1
NLS
DNA
binding
Actin
binding
1a
1b
Parte che migra sul cromosoma 22
Gene espresso in tutti i tessuti,
la cui funzione nella cellula normale non è esattamente nota
? Riparo DNA ? Controllo ciclo cellulare e apoptosi ? Interazione con TP53
Gene BCR: qual è la sua funzione?
Dimerization
Domain
Serine/threonine rich
domain (SH2 bind.)
Exon 1
Exon 3/8
m-bcr
Proteina bcr
trasduttore
di segnale
GAPrac
domain
dbl-like
domain
Exon 17/22
M-bcr
µ -bcr
regione ad attività serina-treonina chinasica (dimeri)
regione x passaggio GTP→GDP→attivazione fattori trascrizione
residui tirosinici x autofosforilazione
(legame a Grb2, adattatore per Ras)
Punti di rottura sul cromosoma 22
Gene BCR
M-bcr
m- bcr
e1
e6
e13
(b2)
µ-bcr
e14 e19 e20
(b3)
Gene ABL
a2
Tipi di gene ibrido BCR-ABL
che si possono formare
BCR
TK ABL
BCR
TK ABL
BCR
TK ABL
m-bcr P190
M-bcr P210
LLA
CML, LLA
µ-bcr P230 CML, CNL
Autophosphorylation of BCR-ABL
Autophosphorylation by dimerization
BCR
BCR
ABL
ABL
Tyr
Tyr
Fosforilazione di proteine bersaglio
da parte di BCR-ABL
Bcr-Abl
Proteina
P
ATPPP
PTir
Proteina
PTir
Trasduzione del segnale
Processi attivati dalla presenza di BCR-ABL nelle cellule del
sangue dalla conseguente attivazione dell’attività tirosin
chinasica di ABL
RAS
BCR/ABL
1-Stimolo alla proliferazione
JAK-STAT
MYC
NUCLEO
F-actin
Paxillin
PIK3-AKT
2-Diminuzione
dell’adesione alla
matrice del midollo
osseo
ABL
3- Inibizione della
apoptosi
Ciclo Cellulare
4-Diminuzione della funzione di
ABL a livello nucleare:
instabilità genomica
Progressione della Leucemia Mieloide Cronica
N
N
N
N
N
N
1
N
N
N
N
N
N
ANNI
2
N
N
N
N
N
N
N
3
N
N
N
N
N
N
4
N
N
N
Ph+
N
N
N
Ph+
Ph+
N
Ph+
Ph+
N
N
N
N
Ph+
N
N
N
Ph+
Ph+
N N
N
Ph+
N
Ph+
N
Ph+
N N
Ph+
Clone indifferenziato,
Ph+
N
N
Ph+
Ph1
Ph+
crisi blasticaPh+
N
N
N
N
Ph+
Ph+
N
Ph1
Ph1
N
Ph+
N
Ph+
Ph1
N
Ph1
Ph+
Ph1
Ph1
N
Ph+
Ph1
Ph+
Ph1
Ph+
N
Ph+
Ph1
Ph+
Ph1
Ph+
Ph1
Ph1
Ph+
Ph+
Ph+
Ph1
Ph+
Ph1
Ph1
Ph+
Ph+ Ph+
Accumulo
di
Ph+ Ph+ Ph+ Ph+ Ph+ Ph1
Ph+ Ph1Ph+Ph1Ph+
difetti genetici addizionali
Ph1
N
N
N N
N
N
N
5 N
N N Ph+
N Ph+
Ph+
N
Ph+
Ph+ Ph+
Ph+
Ph+
N
Ph+
Nella LMC, c’è instabilità genomica
Radiazioni->danno genetico
NUCLEO
Ciclo Cellulare
Rb, p53
ABL
Blocco in G1
inibizione della funzione di ABL a livello nucleare ?
First event:
Unknow genetic lesion
Unstable
Stem Cell
Second event:
Ph-chromosome translocation
Unstable
Ph-positive
Stem Cell
Meccanismo d’azione del Gleevec (STI 571)
Bcr-Abl
Proteina
Tir
STI
P
ATPP
P
Leucemia acuta a promielociti
PML-RARα
NCor
RAR
PML
HD
PML-RARα
NCor
HD
ATRA
RAR
PML
Via estrinseca dell’apoptosi
Via intrinseca dell’apoptosi
Major apoptotic signalling pathways
Regolatori dell’apoptosi: Bcl-2 family
Proteine Bcl-2 come target molecolari
iperespressione
Inibizione
temporanea
inibizione
resistenza ad apoptosi
da CHT o RT e s. immune
non tossica per cellule
normali
no up-regulation di altre
proteine anti-apoptosi
Terapia target molecolare anti-Bcl2
Oligonucleotidi antisenso liposomiali
(ASODN)
linfoma non Hodgkin,
leucemie acute refrattarie
Molecole antagoniste e altri inibitori
Oligonucleotidi antisenso: meccanismo d’azione
ANTICORPI
MONOCLONALI
Elementi da considerare per la costruzione di
un Anticorpo Monoclonale
1. Scelta dell’antigene bersaglio
2. Immunogenicità dell’anticorpo
3. Durata della vita media di un anticorpo
4. Interazione tra anticorpo e funzioni effettrici
del sistema immunitario del paziente
5. Coniugazione con tossine o radionuclidi
Rituximab
Murine variable
regions
CDR
SS
SS
FcRI binding domain
Clq binding domain
Hinge
Carbohydrate
Human constant
regions
Antibody-Drug Conjugates (ADCs)
ADC are MAbs linked to cell-killing drugs
High affinity and selectivity of Ab to tumor cells
MAbs enter or are internalized within cells
Cell factors or environment cause the drug to be released
from the MAb
Released drugs kills the cell
Very specific cell killing. Much different than chemotherapy
where all cells are exposed to drug.
Toxin
Toxin
Cancer cell
expressing
tumor antigen
Intracellular breakdown of Antibody
linked toxin complex
+ Toxin
Calcichemicin intercalates into DNA