Parámetros clínico-biológicos predictivos de respuesta al tratamiento y de recaída post-discontinuación en pacientes con leucemia mieloide crónica

Abstract

La supervivència global dels pacients amb leucèmia mieloide crònica (LMC) ha millorat substancialment gràcies a l’aparició d’imatinib i, posteriorment, dels inhibidors de la tirosina cinasa de 2ª generació (ITCs-2G). Imatinib continua sent el tractament estàndard en 1ª línia per a la majoria de pacients amb LMC, però al voltant del 30% presentarà resistència a aquest tractament (com ara, absència de resposta molecular major, RMM) i, dels que sí responen, només un 35%-40% aconseguirà la resposta molecular profunda (RMP). Amb els ITCs-2G s’han descrit majors taxes de RMM i RMP. Finalment, només aquells pacients que aconsegueixen la RMP mantinguda durant anys seran candidats a suspendre el tractament, observant-se recaigudes moleculars en un 50% dels pacients, segons els resultats dels assajos clínics. Fins a l’actualitat, s’han descrit molts pocs predictors biològics que identifiquin, en el moment del diagnòstic, els pacients amb menor probabilitat d’assolir la RMM i/o la RMP amb imatinib. Altrament, els mecanismes relacionats amb la recaiguda post-suspensió del ITC són desconeguts. La hipòtesi global d’aquesta tesi és que determinats biomarcadors presents al diagnòstic de la LMC s’associen amb l’obtenció de la RMM i la RMP en pacients tractats amb imatinib en 1ª línia i que això podria ajudar a la presa de decisions terapèutiques des del diagnòstic. A més, l’anàlisi de variables clínico-biològiques en pacients que suspenen l’ITC pot ajudar a entendre millor els mecanismes que donen lloc a la pèrdua de la RMM en alguns pacients i el manteniment de la remissió lliure de tractament (RLT) en altres. Aquesta tesi inclou tres treballs. El Treball 1 es focalitza en analitzar múltiples polimorfismes (SNPs) en gens relacionats amb el metabolisme i transport dels fàrmacs per tal determinar la seva associació amb l’obtenció de la RMM amb imatinib. De la mateixa manera, el Treball 2 se centra en l’anàlisi del paper de la longitud dels telòmers (LT) al diagnòstic de la LMC com a predictor d’assoliment de la RMP amb imatinib. El Treball 3 se centra en la identificació de variables clíniques i biològiques (trànscrits BCR-ABL1 analitzats per PCR digital (dPCR), quantificació i caracterització de les cèl·lules mare de la Side Population (SPop) i anàlisi de l’immunofenotip de les cèl·lules natural killer (NK)) possiblement implicades en la recaiguda post-suspensió del ITC. Al Treball 1 s’ha identificat una associació entre sis SNPs (rs1135840, rs7003319, rs492338, rs4934027, rs496550 i rs497692) en cinc gens diferents i l’obtenció de la RMM amb imatinib en 1ª línia. El Treball 2 mostra que l’anàlisi de la LT al diagnòstic és capaç d’identificar un subgrup de pacients amb major probabilitat d’assolir tant la RMM com la RMP amb imatinib en 1ª línia. Al Treball 3, la nostra sèrie va presentar una taxa superior de RLT (82%) comparat amb els resultats dels assajos clínics. En aquest context, una resposta òptima durant el primer any i/o assolir una RMP (RM4.5) abans dels 3 anys van mostrar una associació amb una menor probabilitat de recaiguda. A nivell biològic, la dPCR no va ser capaç d’identificar amb precisió els pacients amb major probabilitat de recaiguda. L’estudi exploratori de la SPop va mostrar expressió de CD26, marcador prèviament descrit com a específic de la cèl·lula mare leucèmica de la LMC. La SPop podria estar relacionada amb la patogènia de la LMC i la recaiguda post-suspensió del ITC. Finalment, es va observar un augment de cèl·lules NK totals així com de les fraccions més madures i citotòxiques (NK CD56dim i NK CD57+) en els pacients que van mantenir la RLT.

La supervivencia global de los pacientes con leucemia mieloide crónica (LMC) ha mejorado sustancialmente gracias a la aparición de imatinib y, posteriormente, de los inhibidores de la tirosina quinasa de 2ª generación (ITQs-2G). Imatinib sigue siendo el tratamiento estándar en 1ª línea para la mayoría de pacientes con LMC, pero alrededor del 30% de ellos presentará resistencia a este tratamiento (entre ellos, ausencia de respuesta molecular mayor, RMM) y, de los que responden, solo el 35%-40% conseguirá una respuesta molecular profunda (RMP). Con los ITQs-2G se han descrito mayores tasas de RMM y RMP. Finalmente, sólo aquellos pacientes que consigan una RMP mantenida durante años podrán ser candidatos a suspender el tratamiento, observándose recaídas moleculares en un 50% de los pacientes, según los resultados de los ensayos clínicos. Hasta la fecha, se han descrito muy pocos predictores biológicos que identifique, en el momento del diagnóstico, a los pacientes con menor probabilidad de alcanzar RMM y/o RMP con imatinib. Además, los mecanismos relacionados con la recaída tras la suspensión del ITQ siguen siendo desconocidos. La hipótesis global de esta tesis es que determinados biomarcadores presentes al diagnóstico de la LMC se asocian con la obtención de la RMM y la RMP en pacientes tratados con imatinib en 1ª línea y esto ayudaría en la toma de decisiones terapéuticas desde el diagnóstico. Además, el análisis de variables clínico-biológicas en pacientes que suspenden el ITQ puede ayudar a entender mejor los mecanismos que subyacen a la pérdida de la RMM en algunos pacientes y al mantenimiento de la remisión libre de tratamiento (RLT) en otros. Esta tesis incluye tres trabajos. El Trabajo 1 se focaliza en analizar múltiples polimorfismos (SNPs) en genes relacionados con el metabolismo y transporte de fármacos y determinar su asociación con la obtención de la RMM con imatinib. De la misma manera, el Trabajo 2 se focaliza en el análisis del papel de la longitud de los telómeros (LT) al diagnóstico de la LMC como predictor de obtención de RMP con imatinib. El Trabajo 3 se ha centrado en la identificación de variables clínicas y biológicas (transcritos BCR-ABL1 analizados por PCR digital (dPCR), cuantificación y caracterización de las células madre de la Side Population (SPop) y análisis del inmunofenotipo de las células natural killer (NK)) posiblemente implicadas en la recaída tras la suspensión del ITQ. En el Trabajo 1 se ha identificado una asociación entre seis SNPs (rs1135840, rs7003319, rs492338, rs4934027, rs496550 y rs497692) en cinco genes diferentes y la obtención de la RMM con imatinib en 1ª línea. El Trabajo 2 muestra que el análisis de la LT al diagnóstico es capaz de identificar un subgrupo de pacientes con mayor probabilidad de alcanzar tanto la RMM como la RMP con imatinib en 1ª línea. En el Trabajo 3, nuestra serie mostró una mayor tasa de RLT (82%) comparado con los resultados de los ensayos clínicos. En este contexto, una respuesta óptima durante el primer año y/o alcanzar una RMP (RM4.5) antes de los 3 años mostraron una asociación con una menor probabilidad de recaída. A nivel biológico, la dPCR no fue capaz de identificar con mayor precisión los pacientes con mayor probabilidad de recaída. El estudio exploratorio de la SPop mostró expresión de CD26, marcador previamente descrito como específico de la célula madre leucémica de la LMC. La SPop podría estar relacionada con la patogenia de la LMC y la recaída tras la suspensión del ITQ. Finalmente, se observó un aumento de células NK totales así como de las fracciones más maduras y citotóxicas (NK CD56dim y NK CD57+) en los pacientes que mantuvieron la RLT.

Overall survival of chronic myeloid leukemia (CML) patients has improved significantly since the introduction of imatinib and, later, second generation tyrosine kinase inhibitors (2G-TKI). Imatinib is indicated as first line treatment in most of the CML patients, but around 30% of them will be resistant to this drug (lack of major molecular response, MMR, among others) and, between those who respond to treatment, only 35%-40% will achieve deep molecular response (DMR). Higher rates of MMR and DMR have been described with 2G-TKI. Finally, only those patients with sustained DMR for many years will be candidates for TKI discontinuation; in this situation, clinical trials results have demonstrated that 50% of patients relapse (loss of MMR) after discontinuation. To date, very few biological markers have been described to identify, from CML diagnosis, those patients with low probabilities to achieve MMR and/or DMR. Moreover, the biological mechanisms underlying relapse after discontinuation are still unknown. The main hypothesis of this thesis is that certain biomarkers available at CML diagnosis are associated with MMR and DMR achievement in patients treated with first line imatinib, and their identification would help in therapeutic decision making. In addition, the analysis of clinico-biological markers in patients that discontinue TKI would help to better understand the mechanisms underlying relapse in some patients and treatment free remission (TFR) in others. This thesis includes three studies. Study 1 focuses on the genotyping of multiple single nucleotide polymorphisms (SNPs) in drug-metabolizing enzymes and drug transporter genes and the analysis of their association with MMR achievement in patients treated first-line imatinib. In the same way, Study 2 focuses on the analysis of the role of telomere length (TL) assessment at CML diagnosis as a predictor of DMR achievement with first-line imatinib. Study 3 focuses on the identification of clinical and biological parameters (BCR-ABL1 transcript assessment by digital PCR (dPCR), quantification and characterization of the stem cell population Side Population (SPop) and immunophenotypic analysis of natural killer cells (NK)) probably involved in the relapse after TKI discontinuation. Study 1 shows an association between six SNPs (rs1135840, rs7003319, rs492338, rs4934027, rs496550 y rs497692) in five differents genes and MMR achievement to first-line imatinib treatment. Study 2 shows that the analysis of TL at diagnosis identifies a subgroup of patients with high probabilities to achieve both MMR and DMR with first-line imatinib treatment. Study 3 shows a better TFR rate (82%) in our cohort compared with those reported in clinical trials. In this context, optimal response during the first year of treatment and/or achievement of DMR during the first three years of treatment was associated with lower number of relapses. At a biological level, dPCR was not able to precisely identify those patients with a higher probability of relapse. The exploratory study of SPop showed that these cells express CD26, a surface marker previously described as CML specific. SPop cells could be related with CML pathogeny and the relapse after TKI discontinuation. Finally, we observed an increase in total NK cells as well as the more mature and cytotoxic fraction (NK CD56dim and NK CD57+) in those patients that maintained the TFR status.