Estratègies terapèutiques dirigides a evitar resistències en adenocarcinoma ductal pancreàtic

Abstract

L’adenocarcinoma ductal pancreàtic (PDAC) és una de les principals causes de mort per càncer. De fet, pràcticament no hi ha hagut cap millora a nivell clínic des de l’establiment de la gemcitabina com a fàrmac d’elecció, tot i que s’han realitzat nombrosos assaigs clínics amb fàrmacs dirigits a restablir les principals vies de senyalització alterades. Per aquest motiu és necessari continuar desenvolupant diferents estratègies terapèutiques que aconsegueixin evitar l’aparició de resistències i millorar així aquests resultats tan decebedors. En base a aquests antecedents, l'objectiu general que s’ha plantejat en aquesta tesi ha estat l’assaig de diferents estratègies terapèutiques dirigides a evitar l’aparició de resistències en models cel•lulars i tumorals de PDAC.

En primer lloc s’ha caracteritzat i analitzat la sensibilitat a diferents tractaments antitumorals de la subpoblació de cancer stem cells (CSC). Amb aquesta finalitat s’ha emprat el cultiu de tumorosferes, les quals presenten les característiques descrites per a les CSC. Així, s’ha demostrat que les tumorosferes són sensibles al tractament amb l’inhibidor tirosina-quinasa de l’IGF-IR NVP-AEW541 i l’inhibidor tirosina-quinasa dual d’EGFR i Her-2 lapatinib. A més, la combinació d’aquests dos fàrmacs mostra un efecte sinèrgic en aquesta subpoblació. D’altra banda, s’ha confirmat que l’adenovirus oncolític ICOVIR5 té capacitat per infectar les tumorosferes i, a més, la introducció del supressor tumoral p53 mitjançant l’adenovirus ICOVIR5-p53 potencia l’efecte citotòxic d’aquest adenovirus.

La segona aproximació s’ha basat en l’avaluació de l’efecte de la inhibició d’IGFIR i l’activació de DR5 en un model ortotòpic generat a partir de fragments quirúrgics i en línies cel•lulars de PDAC. El resultat de l’assaig in vivo indica que el tractament combinat amb gemcitabina i els anticossos monoclonals AMG479, inhibidor d’IGF-IR, i AMG655, inductor de DR5, provoca una disminució del creixement tumoral en un model ortotòpic, tot i que no s’observa una millora significativa respecte l’efecte de la gemcitabina. La falta de potenciació de la combinació és deguda a l’activació de mecanismes antiapoptòtics, així com a l’activació de les vies d’IGF-IR i EGFR per part de l’AMG655. D’altra banda, in vitro s’observa resistència al tractament amb AMG479 a totes les línies assajades. En aquest sentit, s’observa una falta de manteniment dels efectes moleculars de l’AMG479, a diferència de l’efecte del NVP-AEW541, al qual són sensibles totes les línies emprades. Per a l’AMG655 i l’inductor de DR4/DR5 rhTRAIL es distingeixen línies sensibles i resistents al tractament, fet què es pot relacionar amb diferències en els nivells basals de DR5 i en la seva capacitat per activar l’apoptosi. Finalment, tot i que la combinació de l’AMG479 i l’AMG655 té un clar efecte antagònic, la inhibició d’IGF-IR amb el NVP-AEW541 i la inducció de DR5 amb el rhTRAIL té un potent efecte citotòxic.

Finalment, s’ha analitzat l’activitat antitumoral de diferents adenovirus oncolítics en models ortotòpics de PDAC. En primer lloc s’ha avaluat l’efecte de l’administració de l’ICOVIR17K, dissenyat per degradar la matriu extracel•lular mitjançant l’expressió de hialuronidasa. Els resultats posen de manifest que aquest virus no redueix els tumors generats per implantació d’un fragment tumoral, tot i presentar la biodistribució esperada. En canvi, als tumors formats a partir de fragments digerits hi ha una major taxa de replicació viral, que es pot relacionar amb una menor presència d’estroma murí. A més, s’ha analitzat l’efecte sobre el creixement tumoral i les CSC de la injecció sistèmica dels virus ICOVIR15, ICOVIR15-TK/GCV i AduPARE1A en models ortotòpics generats a partir de digerits tumorals. Els resultats obtinguts mostren un efecte inhibidor sobre el creixement tumoral significatiu dels virus ICOVIR15-TK/GCV i AduPARE1A que inclou una acció sobre les CSC, significativa en el cas de l’AduPARE1A, ja que no augmenta la capacitat dels tumors per formar tumorosferes.

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is one of the leading causes of cancer death. Gemcitabine is the currently used drug, since several clinical trials with targeted therapy have failed to improve clinical outcome. For this reason, the aim of this work was to assay different therapeutic strategies designed to prevent the emergence of resistances in cellular and tumoral models of PDAC.

First the susceptibility of cancer stem cells (CSC) to antitumoral drugs was tested. The obtained results showed that CSC are sensitive to the tyrosine-kinase inhibitor of IGF-IR NVP-AEW541, and to the tyrosine-kinase dual inhibitor of EGFR and Her-2 lapatinib. Interestingly, NVP-AEW541 and lapatinib combination showed a synergic effect. Furthermore, it was confirmed that ICOVIR5 oncolytic adenovirus can infect CSC, and that p53 expression by ICOVIR5-p53 potentiates its cytotoxic effect.

The second approach was to evaluate the effect of IGF-IR inhibition and DR5 activation. The obtained results showed that gemcitabine combination with the IGFIR inhibitor AMG479 and the DR5 agonist AMG655 in an ortothopic xenograft model fail to improve gemcitabine antitumoral effect. It was related to antiapoptotic mechanisms, and to activation of IGF-IR and EGFR signalling by AMG655. Besides, analyzed cell lines were resistant to AMG479. In this sense, AMG479 molecular effects were not mantained, unlike NVP-AEW541, which showed cytotoxic effect. For AMG655 and rhTRAIL there were sensitive and resistant cell lines, with different basal levels of DR5 and apoptosis induction. Finally, although AMG479 and AMG655 combination showed an antagonic effect, IGF-IR inhibition by AMG479 and DR4/DR5 induction by hrTRAIL showed a potent cytotoxic effect.

The last approach was to analyze the antitumoral effect of oncolytic adenoviruses in orthotopic models. The results obtained showed that ICOVIR17K, that express hialuronidase in order to degrade extracellular matrix, did not reduce tumor growth in orthotopic models obtained from tumor fragments. The failure of the treatment was related to the presence of murine cells within the tumor, that was reduced in models obtained from digested tumors. Finally, systemic injection of ICOVIR15-TK/GCV and uPARE1A in models obtained from digested tumors showed significant antitumoral effect. Interestingly, treatment with adenoviruses did not increase the CSC subpopulation, and uPARE1A decreased it significantly.