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Antonello Di Paolo
Divisione di Farmacologia
Dipartimento di Medicina Interna
Università di Pisa
UOC Farmacologia
Azienda Ospedaliera Universitaria Pisana
Domus Sessoriana
Roma, 29 Ottobre 2010
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non offre indicazioni precise sulla
sensibilità delle neoplasie ai
chemioterapici;
offre parziali informazioni a causa di
insormontabili difficoltà tecniche;
permette di ottimizzare il trattamento
ma sono necessari studi prospettici di
conferma;
non trova al momento l’applicazione
clinica auspicata;
è un utile strumento per
l’ottimizzazione del trattamento
chemioterapico.
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può dipendere da più geni;
si basa su un solo determinate
genetico;
rimane un obiettivo al
momento non perseguibile;
è possibile con una sola analisi
mutazionale “basale”;
nessuna delle affermazioni
precedenti è corretta.
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


Elevata frequenza
Diagnosi in fase avanzata, ridotta sopravvivenza a 5
anni (<10%)
Elevate percentuali di ripresa di malattia
Trattamenti chemioterapici con miglioramento
dell’endpoint clinico di sopravvivenza
 First line:platinum-based two-drug combination of cytotoxic
drugs, gefitinib, bevacizumab, cetuximab
 Second line: docetaxel, erlotinib, gefitinib, or pemetrexed
 Third line: erlotinib
Azzoli et al, J Clin Oncol 2009
Simply defined, genomic medicine is the use of information from genomes (from
humans and other organisms) and their derivatives (RNA, proteins, and metabolites)
to guide medical decision making. The prospect of examining a person’s entire
genome (or at least a large fraction of it) to make individualized risk predictions and
treatment decisions is now possible. Many patterns of gene expression across the entire
genome are also now readily assayed. Thus, health and disease states can now be
characterized by their molecular fingerprints to develop meaningful stratifiers for
patient populations and to elucidate mechanistic pathways based on genome-wide data.
Ginsburg e Willard, Transl Med 2010
Personalized medicine is a broad and rapidly advancing field of health care that is
informed by each person’s unique clinical, genetic, genomic, and environmental
information...
Personalized medicine uses genomic medicine to take advantage of a molecular
understanding of disease to optimize preventive health care strategies and drug
therapies while people are still well or at the earliest stages of disease.
The overarching goal of personalized medicine is to optimize medical care and
outcomes for each individual, to include treatments, medication types and dosages,
and/or prevention strategies may differ from person to person—resulting in an
unprecedented customization of patient care.
Ginsburg e Willard, Transl Med 2010
Ginsburg e Willard, Transl Med 2010
GENE
mRNA
Esone
5’-UTR
x
x1
PROTEINA
Introne
x
3’-UTR
2
3
n
Alterazione della trascrizione genica
Alterazione della sequenza aminoacidica della proteina
(polimorfismi non sinonimi)
Variazione della trascrizione genica
Variazione della quantità/funzione della proteina
x Polimorfismo
UTR, untranslated region
x
FARMACO
TOLLERABILITA’
Metabolismo
Distribuzione
Escrezione
Livelli
plasmatici
Tessuti
EFFICACIA
Eliminazione
Neoplasia
SANGUE
TESSUTI
DNA/mRNA
DNA/mRNA

Aree di discussione
 Polimorfismi germ-line vs. tessuto-specifici
▪ T790M di EGFR
 Gene/aplotipo candidato o geni candidati
▪ EGFR vs. EGFR/KRAS/MET
 Penetranza dell’allele polimorfico/mutato
▪ Ipotesi codominante: wt/wt vs.wt/mut vs. mut/mut
▪ Ipotesi recessiva: (wt/wt + wt/mut) vs.mut/mut
 Valori di cut-off per l’espressione genica
▪ Media, mediana, quartili
 Tessuto idoneo all’analisi
▪ Sangue periferico surrogato del tessuto tumorale
NER (ERCC1, XRCC1, XPA)
Mismatch repair
GSTP1, SOD
SLC31A1
ABCs
Marsh et al, Pharmacogenet Genomics 2009
Schema di trattamento: cisplatino-gemcitabina
Tibaldi et al, Clin Cancer Res 2008
Schema di trattamento: platinum-based, first-/second-line
Genotipo e risposta obiettiva
Genotipo e overall survival
Kalikaki et al, Clin Lung Cancer 2009

Numerosi bersagli:
 Trasporto (hCNT, hENT)
 Attivazione (dCK)
 Catabolismo (5’-NT, CDA)
Schema di trattamento:
gemcitabina/carboplatino
p=0.043
CDA
-37C>A
Harper e Elledge, Mol Cell 2007
Dong et al, J Hematol Oncol 2010
Schema di trattamento: carboplatino-paclitaxel
Paclitaxel
Regione chiave tubulina:
residui aa 1-31 e 217-233
 Numerosi polimorfismi:
Thr274Ile e Arg282Gln




Carboplatino
ERCC1

IHC per β-tubulina III e
ERCC1
Azuma et al, Lung Cancer 2009
Smit et al, J Clin Oncol 2009



Drug sensitivity: G719X, exon 19 del,
L858R, L861Q
1ry drug resistance: exon 20 dupl
2ry drug resistance: L747S, D761Y,
T854A, T790M
Gazdar, Oncogene 2010
Mok et al, NEJM 2009
Association of Epidermal Growth Factor Receptor Activating Mutations
with Low ERCC1 Gene Expression in Non-small Cell Lung Cancer


Microdissected formalin-fixed paraffin-embedded tumors from 1207 patients with NSCLC,
ERCC1 real-time PCR, EGFR mutation status
NSCLC subtype was adenocarcinoma (AC) in 712 patients, squamous in 175, and not
otherwise specified or other in 320


EGFR activating mutations: 183/1207 patients (15.2%)
Median ERCC1 expression: 1.82 (range, 0.22-27.31); AC median = 1.68 (0.22-11.33),
squamous median = 2.42(0.51-14.28) (p< 0.001).

The presence of EGFR mutations was highly associated with ERCC1 expression (p<0.001)

NSCLC specimens harboring EGFR activating mutations are more likely to express low
ERCC1 mRNA levels
Gandara et al, J Thorac Oncol 2010
Questa tecnica rappresenterebbe un
vantaggio per la gestione della terapia
farmacologica nel paziente con NSCLC?
SI, perché:
1) I fenomeni di resistenza secondaria
o acquisita possono avere una base
genetica
2) Non sarebbe necessario procedere
alla biopsia della neoplasia per
compiere l’analisi mutazionale
p=0.002
p=0.006
Douillard et al, J Clin Oncol 2010

Lo stato mutazionale di EGFR è associato alla
migliore risposta di NSCLC a TKi, ma:
 È possibile predire la resistenza al trattamento?
 È sufficiente l’analisi di EGFR o sono
necessari/possibili altri bersagli/marcatori?
Janne e Johnson, Clin Cancer Res 2006 - Bean et al, Clin Cancer Res 2008 - Gazdar, Oncogene 2009
Roberts et al, J Clin Oncol 2010
Roberts et al, J Clin Oncol 2010
“KRAS accounts for 90% of RAS mutations in lung adenocarcinomas, and approximately
97% of KRAS mutations in NSCLC involve codons 12 or 13; mutations are uncommon in
squamous cell carcinomas”
Azzoli et al, J Clin Oncol 2009
Roberts et al, J Clin Oncol 2010
-460C allele, increased promoter activity
Conserved blood supply to tumour
Reduced hypoxia and radioresistance
Greater sensitivity
Echinoderm microtubule-associated protein-like 4 (EML4)
Anaplasticlymphoma kinase (ALK)
Cancer Sci 2008
Echinoderm microtubule-associated protein-like 4 (EML4)
Anaplastic lymphoma kinase (ALK)
PF-02341066
crizotinib
Nessun beneficio da TKi
Sasaki et al, Eur J Cancer 2010
EGFR
KRAS
Azzoli et al, J Clin Oncol 2009
ERCC1/RRM1
TESSUTO
Azzoli et al, J Clin Oncol 2009
 Lo stato mutazionale di EGFR e KRAS
 L’espressione di tubulina e ERCC1
 La presenza di polimorfismi di ERCC1, MTHFR, CDA,
VEGF
 I riarrangiamenti di EML4-ALK


Sono condizioni che possono essere alla base di una
maggiore o minore probabilità di rispondere al
trattamento
Sono necessari studi prospettici di conferma
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non offre indicazioni precise sulla
sensibilità delle neoplasie ai
chemioterapici;
offre parziali informazioni a causa di
insormontabili difficoltà tecniche;
permette di ottimizzare il trattamento
ma sono necessari studi prospettici di
conferma;
non trova al momento l’applicazione
clinica auspicata;
è un utile strumento per
l’ottimizzazione del trattamento
chemioterapico.
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può dipendere da più geni;
si basa su un solo determinate
genetico;
rimane un obiettivo al
momento non perseguibile;
è possibile con una sola analisi
mutazionale “basale”;
nessuna delle affermazioni
precedenti è corretta.
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