Lavisse Charlotte Maréville Julie Marceau Alice GEFITINIB=IRESSA® Lavisse Charlotte Maréville Julie Marceau Alice

Le cancer du poumon: un besoin médical incontestable = cancer le plus meurtrier dans le monde Il provoque plus de décès que le cancer du sein et du colon réuni! Le cancer du poumon non à petites cellules CBNPC (NSCLC) est la forme la plus fréquente (80% des cas)

Marché

Epidémiologie (1) Etude faite sur 5667 patients atteints de cancer bronchique (137 centres) Touche principalement les hommes (84%) Bien que le taux d’incidence du cancer du poumon est resté quasi stable chez les hommes dans le milieu des années 80 il a continué d’augmenter chez les femmes (f développement du tabagisme chez la femme).

Epidémiologie (2)

EGFR comme cible biologique

Expression de l’EGF-R dans différents types tumoraux Tumeurs exprimant fortement l’EGF-R CBNPC 40 – 80% VADS 70 – 100% Sein 15 – 90% Colon 25 – 80% Prostate 40 – 80% Pancréas 30 – 50% Estomac 30 – 70% Ovaires 35 – 70% Rein 80 – 100%

Illustration de la surexpression du récepteur HER1 dans le cas du cancer du poumon Histologie d’une biopsie de poumons humain. Immunohistochime anti EGFR (signal marron) A) tissu normal, D) Cancer du poumon grade 4.

Structure de l’EGF-R

Fonctionnement du récepteur à activité tyrosine kinase Liaison ligand/récepteur Dimérisation du récepteur Transphosphorylation=transactivation des sites TK Transduction du signal en cascade jusqu’au noyau Effets métaboliques Effets mitogèniques

Autre adapteur ou enzyme Rôle de l’EGF-R (1) Domaine extracellulaire EGF-R EGF Membrane cellulaire Domaine intracellulaire Tyrosine kinase Tyrosine kinase Autre adapteur ou enzyme Cytoplasme Activation des gènes Progession au cours du cycle cellulaire La fixation d’un ligand au niveau du site de liaison, localisé au domaine extracellulaire de l’EGF-R, entraîne la dimérisation du récepteur (ou rapprochement des 2 brins du récepteur), permettant sa stabilisation, puis son activation.  L’activation du domaine tyrosine kinase intracellulaire s’accompagne de l’autophosphorylation de nombreux résidus tyrosine (ou transformation de l’ADP en ATP) qui constitue la première étape d’une cascade de réactions aboutissant à la transmission du signal prolifératif de la membrane jusqu’au noyau cellulaire. Cette autophosphorylation des résidus tyrosine du domaine tyrosine kinase intracellulaire va créer des sites de liaison pour de nombreuses molécules de transduction impliquées dans la transmission du signal mitogène, préférentiellement par la voie de la ras/raf/MAPK (Mitogen-Activated Protein Kinase). L’activation de l’EGFR-TK déclenche de nombreuses réactions caractéristiques de la tumorogenèse : prolifération, anti-apopotose, angiogenèse, invasion, phénomène métastatique.   (123) Adjei AA. Signal transduction pathways targets for anticancer drug discovery. Current pharmaceutical design 2000;6(4):361-378 (125) Arteaga CL. The epidermal growth factor receptor: from mutant oncogene in nonhuman cancers to therapeutic target in human neoplasia. J Clin Oncol 2001;19(18 Suppl):32S-40S Noyau Modulation de la différenciation G2 M Survie cellulaire ADN S G1 Effet pro-angiogénique Recrutement des nouveaux vaisseaux Effet prolifératif

Activation du récepteur à l’EGF Stimule la prolifération cellulaire incontrôlée Inhibe la cellule à initier l’apoptose Augmentation de la mobilité cellulaire Stimule la sécrétion protéique Différenciation et dédifférenciation cellulaire

Blocage du récepteur de l’EGF et conséquences Prolifération cellulaire Résistance à l’apoptose Angiogenèse Métastases B L O C A G E Mort cellulaire Blocage des voies de transduction Anticorps monoclonaux Inhibiteurs de la tyrosine kinase Couplage ligand-toxine Ligand Trois possibilités ont été explorées pour bloquer le récepteur à l’EGF dont la dernière n’a été, à ce jour, testée que dans des essais pré-cliniques : utiliser un anticorps monoclonal reconnaissant le site de fixation de l’EGF sur le récepteur ErbB1 à l’EGF, ce qui bloque l’accès du facteur de croissance à son récepteur, utiliser de petites molécules passant à travers la membrane plasmique pour venir se fixer sur le site de liaison à l’ATP de la portion enzymatique kinase intracellulaire du récepteur à l’EGF. Il s’agit d’inhibiteur compétitifs de l’ATP qui se fixent à l’EGF-R avec une affinité bien plus forte que l’ATP, et de façon irréversible, utiliser un ligand modifié (EGF) couplé à une toxine : le complexe ligand-récepteur étant endocyté, la toxine pénètre ainsi dans la cellule et entraîne sa mort. (89) Ciardiello F et al. A novel approach in the treatment of cancer: targeting the Epidermal Growth Factor Receptor. Clinical Cancer Research 2001;7:2958-70 (132) Noonberg SB et al. Tyrosine kinase inhibitors targeted to the epidermal growth factor receptor subfamily; role as anticancer agents. Drugs 2000;59:753-67 (133) Uckun FM et al. Cytotoxic activity of epidermal growth factor-genistein against breast cancer cells. Clin Cancer Res 1998;4:901-12   (134) Bridges AJ. The rationale and strategy used to develop a series of highly potent, irreversible, inhibitors of the epidermal growth factor receptor family of tyrosine kinase. Curr Med Chem 1999;6(9):825-43

Relation Structure/Activité

Famille: 4-anilinoquinazoline In vitro: IC50=5 et 50nM pour des cellules portant l’EGFR lipophilie:NH en 4 groupement en méta de l’aniline In vitro: IC50=9 et 80nM In vivo: meilleure efficacité antitumorale

Essais: VO, 200 mg/kg/jr Substitution en 6 : Influence favorable sur la pharmacocinétique, la basicité, la solubilité et la lipophilie

Substitution en 6:

Essais cliniques

In vivo: Inhibition de la croissance de In vivo: Inhibition de la croissance de xénogreffes humaines exprimant EGFR

But: étude de la tolérance, DMT, pharmacocinétique Etudes de Phase 1: But: étude de la tolérance, DMT, pharmacocinétique Effets indésirables éventuels Petit nombre de volontaires sains de personnes souffrant d’un cancer Bonne tolérance chez le sujet sain Administration par VO

Effets indésirables habituels: DMT: Sur 64 patients atteints de tumeurs variées: 3/9 : DMT= 700-1000 mg/jr Effets indésirables habituels: Sur 127 patients recevant 150-400 mg/jr: Toxicité cutanée: 58 % Diarrhée: 44 % Nausées: 25 % Vomissements: 22 %

Bonne tolérance: Astra Zeneca 05/2004 Autres: Troubles de la vue,saignements, augmentation d’enzymes, inflammation du pancréas, des poumons…

IDEAL 1-2 :Iressa Dose Evaluation in Advanced Lung Cancer Etudes de phase 2: IDEAL 1-2 :Iressa Dose Evaluation in Advanced Lung Cancer 2 doses: 250 et 500 mg/jr par VO, en continu Monothérapie Patients avec CBNPC de stade 2, 3 et 4 IDEAL 1: 1 ou 2 lignes de chimiothérapie (sels de Pt) 65 % des patients étaient symptomatiques IDEAL 2 : au moins 2 lignes de chimiothérapie ( sels de Pt et Docétaxel ) Tous symptomatiques

Recherche de la dose optimale: H.Johnson.Elsevier.Lung cancer (2003)

Dose optimale: 250mg/jr Astra Zeneca 05/2004

Etudes de phase3: INTACT 1-2 : (Iressa NSCLC Trial Assessing Combinaison Traitement ) Tester l’association Géfitinib + Chimiothérapie de 1ère ligne H.Johnson.Elsevier.Lung Cancer (2003) Intact1: Cisplatine + Gemcitabine Intact2: Paclitaxel + Carboplatine

Echec en Phase 3: H.Johnson.Elsevier.lung cancer 2003 Pas de bénéfice en + par rapport au placébo en terme de: Réponse objective Survie médiane Survie d’1 an

Conclusions des essais cliniques: Conclusions classiques: Pharmacocinétique, CI … Efficacité antitumorale Bonne tolérance Peu d’ effets secondaires Dose optimale de 250 mg Mais: Echec en Phase 3 Pas d’augmentation de survie

Résultats insuffisants du géfitinib La plupart des patients avec NSCLC ne répondent pas cliniquement Pas d’allongement de la survie ( pas de demande d’AMM en Europe) Mais 10% des patients ont une réponse clinique rapide et spectaculaire Donc recherche de mutations des gènes de l’EGFR dans les tumeurs de ces patients

METHODES Analyse des séquences nucléotidiques d’échantillons de tumeurs Analyses fonctionnelles des mutants de l’EGFR

Analyse des séquences nucléotidiques Patients atteints du NSCLC de l’hôpital du Massachusetts de Boston Echantillons de tumeurs obtenus lors de procédures diagnostiques ou chirurgicales Analyse de la séquence entière codant pour l’EGFR ADN extraits des échantillons Les 28 exons amplifiés Fragments de PCR séquencés et analysés dans les 2 directions (sens et anti-sens)

Analyses fonctionnelles des mutants Expression des protéines mutées dans des cultures cellulaires Résolution des protéines par électrophorèse Analyse Western-Blot avec un agent chimique luminescent Autophosphorylation de l’EGFR (reflet de l’activation du R) mesurée grâce à un Ac anti-EGFR (Ac contre TyrP position 1068)

Caractères cliniques des patients ayant une réponse au géfitinib Femme N’ayant jamais fumé Ethnie japonaise Tumeur bronchoalvéolaire

Exemple de réponse significative au géfitinib chez un patient avec NSCLC réfractaire

Mutations de l’EGFR des patients avec une réponse au géfitinib Aucun réarrangement dans le domaine extracellulaire de l’EGFR 8 patients sur 9 avec mutations hétérozygotes, toutes groupées dans le domaine Tyr kinase Mutations apparues durant la formation de la tumeur : délétions au niveau de l’exon 19 substitutions d’AA au niveau de l’exon 21

Exemples de mutations somatiques dans le domaine Tyr kinase de l’EGFR de patients avec NSCLC

Mutations de l’EGFR des patients avec une réponse au géfitinib (suite) En comparaison, aucune mutation observée pour 7 patients n’ayant pas de réponse au géfitinib Mutations similaires détectées dans tumeurs de 2 patients sur 25 avec NSCLC qui n’ont pas été exposés au géfitinib Mutations n’affectent pas la stabilité de la protéine Activation par EGF de EGFR mutant 2 à 3 × > à activation de l’EGFR de type sauvage R mutants beaucoup plus sensibles à inhibition par géfitinib que R sauvage

Mutants de l’EGFR: activation par EGF accrue et sensibilité au géfitinib augmentée

Discussion Mutations spécifiques dans domaine Tyr kinase de l’EGFR corrélées à réponse spectaculaire au géfitinib Mutations regroupées au niveau de la poche de liaison à ATP dans domaine Tyr kinase de l’EGFR

Mutations augmentent stabilité de l’intéraction du géfitinib dans le site de liaison à l’ATP

Intérêt de la recherche de ces mutations Regroupement des mutations à l’intérieur de régions spécifiques de l’EGFR développement d’un test diagnostic rapide et fiable pour guider l’utilisation du géfitinib Mutations prédictives à sensibilité au géfitinib essais pour fournir prédiction précise des patients susceptibles de répondre au médicament Accord entre Astra Zeneca et Virologic

Mutations intéressantes pour trouver identifier les patients qui auront une réponse au géfitinib Mais il existe des patients qui répondent bien au géfitinib et qui n’ont pas ces mutations Donc d’autres facteurs ont un rôle dans la sensibilité au géfitinib

Mise en évidence d’un phénomène de résistance Seconde biopsie sur patient avec NSCLC dont tumeur avait mutation augmentant sensibilité au géfitinib Après 2 ans de réponse au géfitinib, rechute (tumeur avait progressé) Seconde mutation dans domaine Tyr kinase (Thr remplacée par Mét position 790) Empêche accès au géfitinib mais maintient activité Tyr kinase après stimulation du ligand EGF

Autre molécule de la famille des 4-anilinoquinazolines : erlotinib=tarceva® (laboratoire Roche) Inhibiteur de l’EGFR Tyr kinase Même taux de réponse que géfitinib Mécanisme de résistance Mais allongement de la durée de vie

Intéraction de l’erlotinib avec le domaine Tyr kinase de l’EGFR

AVENIR DU GEFITINIB Attente des essais de Virologic pour trouver patients susceptibles d’avoir une réponse clinique bénéfique AstraZeneca souhaite élargir le spectre d’action d’Iressa® : lancement d’essais cliniques de phase II sur les cancers colorectal, du cou, de la tête, du sein et de la prostate où EGFR est surexprimé Affaire à suivre…

Références Respiratory medecine(2005) M.reck H.Johnson.Elsevier.Lung cancer (2003) IRESSA Rev 05/2004 Astra Zeneca Journal of Pharmaceutcal and biomedical Analysis(2002) Lancet oncology décembre 2002 European Journal of Cancer Novembre 2002 La revue de médecine interne (2003) www.cancerbacup.org www.ctsnet.org www.theriaque.org www.nature.com NEJM : 24 February 2005 NEJM : 20 May 2004 www.medicalnewstoday.com