Inhibidors de cinases com a estratègia terapèutica en neoplàsies limfoides

Abstract

La via de supervivència PI3K/AKT/mTOR es troba constitutivament activada en molts tumors, fet que ha afavorit el desenvolupament de nombrosos inhibidors al considerar-se una possible opció terapèutica. Tant el MCL com la CLL són dues neoplàsies limfoides per les quals encara no hi ha cap teràpia completament efectiva i en les que la via de PI3K/AKT/mTOR està sobreactivada.

En la CLL s’han descrit resultats esperançadors amb l’inhibidor específic de la isoforma p110δ de PI3K, idelalisib. Ara bé, s’han descrit possibles redundàncies entre les diferents isoformes de PI3K i el rol de la isoforma p110α en la progressió tumoral, fets que han suggerit la importància d’inhibir totes les isoformes de PI3K. En aquest context, el primer objectiu d’aquesta tesi es centra en estudiar l’efecte antitumoral de NVP-BKM120, un inhibidor de PI3K, en la CLL.

El nostre estudi estableix que NVP-BKM120 inhibeix efectivament la senyalització de PI3K i que interfereix en l’efecte protector del microambient amb la subseqüent inducció de l’apoptosi en les cèl•lules de CLL. Els nostres resultats proporcionen una visió del mecanisme d’acció de NVP-BKM120 en la CLL, suggerint que la inducció de BIM és un factor clau en la citotoxicitat de NVP-BKM120. A més, NVP-BKM120 inhibeix la migració i la polimerització d’actina de les cèl•lules de CLL, el que pot ser particularment important per la mobilització de les cèl•lules tumorals i la sensibilització a la quimioteràpia. Finalment, considerem que NVP-BKM120 podria ser una estratègia terapèutica atractiva tant com a monoteràpia com en combinació en la CLL.

D’altra banda, s’ha aprovat la utilització de temsirolimus, un inhibidor de mTORC1, en el tractament del MCL. La estratègia d’inhibir la via de PI3K/AKT/mTOR a un nivell inferior de la cascada de senyalització ha demostrat una bona tolerabilitat i certa activitat antitumoral com a monoteràpia, especialment en el MCL. L’efectivitat d’aquests agents, però, ha quedat reduïda en part per la presència de bucles retroactius que paradoxalment, promouen la supervivència de les cèl•lules tumorals. Per aquest motiu, aquests compostos són bons candidats en combinació amb altres fàrmacs que permetin superar aquests mecanismes de resistència. El segon objectiu d’aquesta tesi es basa en analitzar els mecanismes relacionats amb la sensibilitat i la resistència a everolimus, un inhibidor de mTORC1, en el MCL.

Els nostres resultats mostren per primera vegada que l’ús d’un inhibidor de l’autofàgia pot superar la resistència a la combinació d’everolimus i un inhibidor d’AKT isoselectiu en línies cel•lulars i mostres primàries de MCL. El rol de prosupervivència proposat per l’autofàgia en cèl•lules resistents a la inhibició d’AKT i mTOR posa en rellevància diferents possibilitats potencials pel desenvolupament clínic d’aquesta estratègia combinada.

Amb el desenvolupament d’inhibidors de segona generació, com els inhibidors catalítics duals PI3K/mTOR, es pretén suprimir la reactivació compensatòria de la via i solucionar els possibles mecanismes de resistència. Per aquest motiu, el tercer objectiu d’aquesta tesi pretén determinar la millor estratègia terapèutica en el MCL mitjançant l’estudi comparatiu dels inhibidors everolimus (inhibidor de mTORC1), NVP-BKM120 (inhibidor de PI3K) i NVP-BEZ235 (inhibidor dual PI3K/mTOR).

Les nostres dades donen suport a l’ús de l’inhibidor dual de PI3K/mTOR NVP-BEZ235 com una prometedora aproximació per interferir en els processos relacionats amb el microambient en el MCL. El MCL és un dels limfomes més difícils de tractar, la qual cosa és, en part, deguda a les recaigudes freqüents i a la progressiva resistència al tractament, suggerint que el microambient podria mantenir cèl•lules tumorals residuals resistents a la quimioteràpia. Els nostres resultats plantegen l’ús de NVP-BEZ235 com a estratègia terapèutica per interferir en les interaccions entre les cèl•lules malignes i el microambient, gràcies a la seva contribució en processos essencials com l’angiogènesi, la migració, la invasió i la senyalització per citocines. Finalment, proposem que inhibir la via PI3K/AKT/mTOR per múltiples nivells pot proporcionar una activitat antitumoral més eficaç que les actuals estratègies utilitzant inhibidors de mTOR en el MCL.

The phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K)/Akt/mTOR survival pathway is constitutively activated in chronic lymphocytic leukemia (CLL) and mantle cell lymphoma (MCL). CLL and MCL are B-lymphoid neoplasms with poor response to conventional chemotherapy, thereby making the PI3K/Akt/mTOR inhibition an attractive therapeutic strategy.

Antitumor activity has been observed with mTOR inhibitors as monotherapy. However, several signaling feedback loops might attenuate the effectiveness of these compounds. We found that the activity of the mTOR kinase inhibitor everolimus in MCL cells is closely linked to Akt phosphorylation status, and that the prevention of Akt rephosphorylation upon everolimus treatment by means of a selective Akt inhibitor greatly enhances everolimus activity in MCL cells. Furthermore, our data show that an accumulation of autophagic vacuoles may limit the efficacy of dual Akt/mTOR targeting in resistant cells, and that secondary inhibition of autophagy completes the therapeutic potential of this strategy. These results suggest that autophagy induction protects MCL cells from Akt/mTOR targeting and counteracting autophagy may represent an attractive strategy for sensitizing MCL cells to everolimus-based therapy.

Selective PI3K inhibition or dual PI3K/mTOR catalytic inhibition are different therapeutic approaches developed to achieve effective pathway blockage. We investigated the activity of the NVP-BKM120, an orally available pan class I phosphatidylinositol-3-kinase inhibitor in CLL. Our findings establish that NVP-BKM120 effectively inhibits the PI3K signaling pathway and disturbs the protective effect of the tumor microenvironment with the subsequent apoptosis induction through the Akt/FoxO3a/Bim axis.

Targeting the PI3K/Akt/mTOR pathway at multiple levels with the dual PI3K/mTOR inhibitor NVP‐BEZ235 is likely to be a more effective strategy for the treatment of MCL than single inhibition of these kinases. Our findings suggest the use of NVP‐BEZ235 as a therapeutic strategy to interfere with malignant cell/microenvironment interactions, thanks to its involvement in essential processes such as angiogenesis, migration, invasiveness and cytokine signaling. We propose that targeting the PI3K/Akt/mTOR pathway at multiple levels may therefore provide a more effective antitumor activity than the current strategies using mTOR inhibitors in MCL.