Exemples de la LMC et des LAM Ph Rousselot Traitements ciblés Exemples de la LMC et des LAM Ph Rousselot

Quelles cibles ? Un mécanisme spécifique de l’ontogénie Identifier les étapes de la leucémogénèse Ex : la leucémie myéloïde chronique : LMC Un mécanisme commun à d’autres proliférations tumorales Identifier des voies d’activations associées à la leucémogénèse Ex : activation de FLT3 dans les LAM

Imatinib mésylate (Glivec) LMC Imatinib mésylate (Glivec)

LMC : historique Leucémie Myéloïde Chronique Bennett, 1845 Chromosome Philadelphie / t(9;22)(q34;q11) Transcrit BCR-ABL Activité tyrosine kinase dérégulée Leucémogénèse Imatinib mésylate Bennett, 1845 Rowley, 1973 Shtivelman, 1985 Kurzrock, 1987 Daley, 1990 Druker et Lyndon, 1996 BCR ch22 ABL ch9 Bcr - Abl Substrat ATP P P P Substrat P Effecteur

BCR-ABL

Epidémiologie Nombre de cas de LMC : Nombre de nouveaux cas de LMC :  Entre 4 700 et 5 200 cas Nombre de nouveaux cas de LMC :   600 nouveaux cas par an Age médian :  45 à 55 ans dans les essais thérapeutiques  60 à 65 ans dans les registres Modalités de prise en charge en France 142 centres, 62% services hémato-cancéro, 28% services de médecine Tardieu S et al., 2004

Evolution

Examen clinique Splénomégalie

NFS-plaquettes Hyperleucocytose PNN Myélémie : myélocytes, métamyélocytes Basophilie Eosinophilie Monocytose (<< à la polynucléose) Thrombocytose

Diagnostic positif Détection du chromosome Philadelphie Caryotype : t(9;22)(q11;q31) Biologie Moléculaire : RT PCR et RTQ-PCR : BCR-ABL FISH

Suivi du traitement Rémission hématologique Rémission cytogénétique NFS – plaquettes et examen clinique Rémission cytogénétique Caryotype (0% RCC, <35% RCM) FISH ? (fluorescent in situ hybridisation) Rémission moléculaire Real time PCR : RT-QPCR Ratio BCR-ABL/ABL

Imatinib (Glivec) et BCR-ABL ATP Substrat STI571 P Effecteur Forme inactive Forme active

Calendrier de développement Phases de développement :  Phase I : Juin 1998  Phases II : Juin 1999 – Décembre 1999  Phase III : Juin 2000 (étude IRIS)  AMM en France : 15 Janvier 2002 400 mg/j PC, 600 mg/j PA et TA extension (2005) : 600 à 800 mg/j si échec cytogénétique  Dispensation en ville : Avril 2003 Prix :  2700 € par mois de traitement

IRIS : réponses

IRIS : survie globale

Risque annuel de progression Année LMC pré traitée LMC première ligne de traitement % % 1 23 3.4 2 16.1 7.5 3 8.7 4.6 4 5.4 2.3 moyenne/an 4%

What means TKI “resistance” ? Biological resistance In vitro assays In vitro kinase assays In vitro proliferation / clonogenic assays Results expressed as IC50 values Clinical resistance Depends on what you expect Hematological, cytogenetic or molecular remission ? Cure ?

Expected response to imatinib

Clinical resistance Primary resistance : expected response not reached Hematological remission (HCR) : near 100% Cytogenetic remission Complete cytogenetic response (CCR) at 12 months : 85% Molecular response > 3 log decrease in BCR-ABL/ABL ratio : 60% BCR-ABL undetectable : 10% Secondary resistance : relapse Loss of CHR Loss of CCR Molecular progression : 1 or 2 log increase

Resistance depends on CML phase Deininger et al. Blood 2004

Mechanisms of resistance

Mutations of BCR-ABL TK domain > 30 mutations for IM resistance

Clinical significance (1) P-Loop A-Loop 50%

Clinical significance (2) Resistant patients Branford et al. Blood 2003 S.Corm - Fi(φ)-Lmc Group. ASH 2004

BCR-ABL duplication/amplification Originally described in BP patients Underestimated in CP patients ? Piazza et al. leukemia 2005. Personal observation.

Quiescent BCR-ABL + cells (1) Stopping imatinib while in molecular remission 10-n 100% Ph+ 46, XX 46, XX 46, XX 46, XX >-1 -1 -2 -3 -4 -5 LMC PC IM400 36 mois / ARAC 6 mois IM300

Quiescent BCR-ABL + cells (2) + Imatinib CD34-PE CFSE - Imatinib Imatinib-insensitive CML stem cells Graham et al. Blood 2002.

Downstream kinases BCR-ABL independence and Lyn kinase over expression Donato et al., Blood 2003.

Pharmacological resistance Multidrug resistance : in cell lines Drug sequestration : IM fixation on AGP Imatinib dosage : sub optimal IM concentrations Compliance to the treatment : not controlled

Biological vs clinical resistance In vitro In vivo Mutations 0 +++ Amplification ++ + ? P-gp ++ ? AGP + ? Clonal evolution - ++ Src kinases + LBC No systematic in vitro – in vivo correlations except for mutations

Primary vs secondary resistance Primary Secondary Mutations 20% 50-90% Amplification + ? Clonal evolution ++ ++ Unknown > 50% 20%

New TK inhibitors AMN 107 : ABL BMS-354825 (dasatinib) : SRC and ABL Lombardo et al, J Med Chem, 2004

Comparative in vitro activity O’Hare et al, Cancer Res, 2005

Acide rétinoïque tout-trans Inhibition de FLT3 LAM Acide rétinoïque tout-trans Inhibition de FLT3

LAM : physiopathologie

Anomalies génétiques des LAM Premier groupe de complémentation Altérations du complexe transcriptionnel Blocage de différenciation Auto renouvellement Second groupe de complémentation Activation de la transduction du signal Prolifération Survie

Groupes de complémentation

Complexe transcriptionnel Complexe répresseur - promoteur

Leucémie à promyélocytes Caractérisée par un blocage au stade de promyélocytes une translocation t(15;17) et fusion des gènes PML-RAR plus rarement autres t(x;17) et fusion x-RAR Premier modèle de thérapie différenciatrice (ATRA-acide tout trans rétinoïque, vesanoid) (1987-1990) ATRA associé à la chimiothérapie au traitement d’induction augmente la survie (APL91) ATRA associé à la chimiothérapie au traitement d’entretien diminue le nombre de rechutes à 5 ans de 29 à 13% (APL93) Efficacité de l’arsenic trioxyde : ATO

Physiopathologie

Etudes in vitro Culture des blastes leucémiques au diagnostic pendant 3-6 jours avec ATRA 0.1µM Cytologie Test NBT

Mécanismes d’action WC Chou, Current Opinion in Hematology, 2005

Transduction du signal TKI FTI Rapa

Caryotype et mutations Fröhling S, JCO 2005.

Mutation RTK et pronostic Fröhling S, JCO 2005.

FLT3 fms-like tyrosine kinase 3 (fœtal liver TK)

Rôle de FLT3 Différenciation et prolifération des progéniteurs myéloïdes et lymphoïdes Souris FLT3 -/- : pas d’anomalie majeure de l’hématopoïèse Action en conjonction avec d’autres FCH

Voies de signalisation de FLT3

Cibler FLT3 Mutations FLT3 : Évènement associé mais précoce 20% des LAL hyperdiploïdes (chez l’enfant) 20% des réarrangements MLL 30% des LAM de l’adulte Évènement associé mais précoce Inhibiteurs de FLT3

Mutations FLT3 Duplication en tandem du domaine juxta membranaire (ITD) 26% des LAM Mutations du domaine kinase 2 4% des LAM Codons 835, 836 Codons 839-842

Protocoles FLT3 inhibiteurs

Protocoles FLT3 inhibiteurs CEP-701 n = 14 LAM 5/14 : réduction de la blastose FLT3 muté corrélée avec diminution de l’autophosphorylation SU11248 n = 16 LAM/MDS FLT3 muté n=4 4/4 : réponses partielles FLT3 wt n=10 2/10 : réponses partielles PKC412 n = 20 LAM/MDS ITD n=18 6/20 : réduction de 50% D835Y n=2 de la blastose diminution de l’autophosphylation chez tous les patients évaluables Douglas, Blood 2004 Fledler, Blood 2005 Stone, Blood 2005

Conclusion La cible est mécanisme spécifique de la leucémogénèse : efficacité BCR-ABL et LMC ATRA et LAP La cible est un mécanisme commun à d’autres proliférations tumorales : associations thérapeutiques FLT3 : inhibiteurs en essais FTI : inhibiteurs en essais MTOR : rapamycine …