BGDO-meeting: focus op translationeel onderzoek

Translationeel onderzoek: immuuntherapie voor MSS-coloncarcinoom. Het 'mismatch repair' (MMR)-systeem detecteert en corrigeert base mispairs, inserties en deleties die optreden tijdens DNA-synthese. 'Mismatch repair'-deficiëntie (MMRd) door genetische of epigenetische veranderingen die de expressie van MMR-genen verstoren, komen voor in 15% van stadium I tot III colorectaal carcinoom (CRC), en in 5% van het gemetastaseerde (m)CRC. Een gebrekkige werking van het MMR-systeem veroorzaakt een hoog aantal genomische veranderingen en, weergegeven door het aantal mutaties per codering area in een tumorgen, de tumor mutation burden (TMB). Dit leidt tot aanmaak van neo-antigenen met immuunrespons als gevolg. TMB is een biomerker voor antwoord op anti-PD-(L)1-therapie. Yarchoan (1) toonde aan dat er een significante correlatie is tussen de TMB en respons bij diverse tumorsoorten. De correlatiecoëfficiënt was 0,74 wat suggereert dat TMB in belangrijke mate het verschil in respons tussen de tumortypes kan verklaren, maar dat ook andere factoren bepalend zijn. PD-(L)1 Al zijn klinisch actief in colorectaal carcinoom met MMR-deficiëntie gekenmerkt door een hoge TMB in tegenstelling met de MMR-proficiënte tumoren met een lage TMB die geen respons hebben op immunotherapie (2). Omdat 95% van de mCRC MMRp/MSS zijn, is het begrijpen hoe immunologisch 'koude' tumoren kunnen omschakelen naar 'warme' tumoren, een van de grootste uitdagingen voor translationeel onderzoek in mCRC. Het onderzoek van de behandeling van glioblastomen met temozolomide (TMZ lag aan de basis van klinische studies met TMZ bij patiënten met mCRC). TMZ is een alkylerend middel dat leidt tot methylatie van purinebasen van DNA met vorming van het cytotoxische 06-methylguanine. Het methylguaninemethyltransferase (MGMT-positieve cellen) neutraliseert het O6-methylguanine door omzetting naar guanine wat leidt tot celoverleving. Epigenetische uitschakeling van het MGMT door promotormethylatie (MGMT-negatieve cellen) compromitteert DNA-reparatie en het O6-methylguanine veroorzaakt celdood en tumorrespons. Patiënten met glioblastoom die een gemethyleerde MGMT-promotor bevatten, hadden baat bij temozolomide, terwijl degenen die geen gemethyleerde MGMT-promotor hadden, een dergelijk voordeel niet hadden (3). Bij afwezigheid van MGMT-expressie bepaalt de MMR-status de overleving. In MMR-proficiënte cellen leidt nutteloos herstel tot dubbelstrengige breuken en celdood. MMR-deficiënte cellen zijn tolerant voor base mismatch (figuur 1). Een verworven resistentie tegen TMZ in MGMT-negatieve glioblastomen is geassocieerd met het ontstaan van inactiverende mutaties in MMR-genen, zoals MSH6, kenmerkend voor de 'TMZ-signatuur' in het genoom van de tumorcel. Fase II-studies bevestigen dat TMZ MSS-colontumoren sensibiliseert voor immuuntherapie. De ARETHUSA-studie (4) kon aantonen dat TMZ MMR-genen kan inactiveren en zo MGMT-negatieve, RAS-mutant mCRC, refractair aan de standaardbehandelingen, kan sensibiliseren voor immunotherapie (figuur 2). In de klinische ARETHUSA-studie ontvingen in een eerste fase 30 patiënten met MGMT-negatief, MMRp/MSS, RAS-mutant mCRC een behandeling met TMZ. TMZ heeft een direct antitumoraal effect, maar werkt ook als een 'farmacologische primer' die door inactiverende mutaties van MMR-genen de TMB verhoogt. Zeventien van de 30 patiënten, al intensief behandeld, bereikten een ziektestabilisatie onder TMZ. Analyse van weefselstaal en bloed (ctDNA) toonde na TMZ-behandeling een specifieke TMZ-mutatiesignatuur en een verhoogde TMB. Mutaties traden op in de MMR-genen en de p.T1219I MSH6-variant werd gedetecteerd in 94% (16/17) van de deelnemende patiënten. Deze mutaties zijn gecorreleerd aan de TMZ-signatuur. De resultaten suggereerden verder dat het moleculaire effect van TMZ heterogeen was. Niet alle letsels of regio's van de tumor vertoonden TMZ-signatuur, die vaak subklonaal voorkwam. Onderzoek van ctDNA heeft hier het potentieel voordeel het volledige moleculaire profiel van de tumor te omvatten. Voor de tweede fase, de immuuntherapie, was een drempelwaarde van 20 mutaties per megabase (mutaties/Mb) vereist in de post TMZ-biopsie. Next Generation Sequencing met bepaling van subklonale TMB was vereist en weefselonderzoek, beperkt door de heterogeniteit, was hier complementair met bepaling op ctDNA. Het ctDNA kan vals negatief zijn bij lokalisaties zoals peritoneum of long. Zes patiënten ontvingen pembrolizumab als monotherapie. Geen patiënt bereikte een ziekterespons (RECIST) en twee patiënten hadden progressieve ziekte. Vier patiënten hadden een ziektecontrole waarvan drie patiënten met langdurige ziektestabilisatie resp. behandeld gedurende zeven, negen en 33 cycli voor ze progressie vertoonden. Een patiënt stierf aan een niet-gerelateerde oorzaak, met tumorstabilisatie na vijf cycli. Longitudinaal onderzoek bij de patiënt die tumorcontrole van langer dan twee jaar bereikte, toonde dat de werkzaamheid van de behandeling met checkpointinhibitoren gericht was tegen de MMRd-fractie van de tumor. MSH6 p.T1219I-mutatie die ontstond in het bloed na TMZ-behandeling, nam af tijdens de immuuntherapie en verdween uiteindelijk na negen cycli pembrolizumab. Deze mutatie correleerde met de waarde KRAS, TP53 en TMB in het bloed. De bevindingen van de ARETHUSA-studie zijn in lijn met deze van de MAYA-trial (5). Deze multicentrische, single-arm fase II-studie onderzocht temozolomide-priming gevolgd door een combinatie van lage dosis ipilimumab en nivolumab bij patiënten met MSS en MGMT-negatief mCRC.De uiteindelijke studiepopulatie bestond uit 33 patiënten. Van de 716 gescreende patiënten kwamen er 204 na moleculaire screening in aanmerking en startten er 135 de 'priming' met TMZ waarvan er 33 een ziektecontrole bereikten en de tweede fase konden starten. Te noteren dat maar een kleine subgroep in aanmerking kwam voor deze aanpak. Het primaire eindpunt was de 8-maand PFS, berekend vanaf het starten van de immunotherapie in deze subgroep. Na een mediane follow-up van 23,1 maanden (14,9- 24,6 maanden) bedroeg de 8-maand PFS-waarde 36%. De mediane PFS en de OS bedroegen resp. 7,0 en 18,4 maanden en zijn gunstig vergeleken met die van de standaard laterelijnsopties die beschikbaar zijn voor patiënten in deze situatie met moleculair niet-geselecteerde mCRC. De afvlakking in de PFS-curve en het optreden van antwoorden bij vijf patiënten na acht maanden suggereerden de werkzaamheid van immunotherapie in een subgroep van patiënten. De ORR bereikte 45%, maar dit vertaalde zich niet in duurzame respons, dit in tegenstelling met de ervaring bij dMMR/ MSI-H tumoren behandeld met checkpointinhibitoren. Het responspercentage was ook in het tweede behandelingsgedeelte relatief laag. De heterogeniteit van de verworven MMR-deficiëntie en het subklonale karakter ervan kunnen dit verklaren. Immuungerelateerde bijwerkingen van graad 3-4 waren huiduitslag (6%), colitis (3%) en hypofysitis (3%). Onverwachte bijwerkingen of sterfgevallen gerelateerd aan de behandeling traden niet op. Te noteren dat analyse in start en post TMZ-biopsie, uitgevoerd bij vier patiënten, een stijging van TMB in het licht stelde wat de werking van immuuntherapie verklaarde. ? De klinische selectie voor rechallenge met EGFR- antilichamen is moeilijk Anti-EGFR-antilichamen cetuximab en panitumumab, zijn standaardbehandelingen voor patiënten met RAS/BRAF wild type (wt) mCRR die aangetoond hebben de overleving te verlengen bij linkszijdige lokalisatie van de primaire tumor. Patiënten die antwoorden op EGFR-blokkade ontwikkelen resistentie. Verworven resistentie tegen anti-EGFR-behandeling is geassocieerd met nieuwvorming van activerende mutaties in EGFR downstream-effectoren (voornamelijk RAS en BRAF), of mutaties in het EGFR-extracellulaire domein (ECD) die interfereren met de binding van de antilichamen met de receptor. Interessant is dat klonen met deze resistentiemutaties opnieuw afnemen tijdens een verdere behandeling na het onderbreken van de EGFR-blokkade toegediend in eerste lijn. Dit is de basis voor herbehandeling met EGFR-inhibitoren in latere lijn (rechallenge). Rechallenge steunend op klinische selectiecriteria leidde tot een responspercentage van 8-20%. Een retrospectieve studie kon geen klinische factoren weerhouden die betrouwbaar een voordeel van de anti-EGFR-herbehandeling voorspelden. Alleen meer dan twee voorafgaande therapielijnen en een langer anti-EGFR-vrij interval toonden bij een subgroep een correlatie met een hogere ORR, maar niet met langere PFS en OS (6). ? Liquid biopsy kan selectie verbeteren: retrospectieve gegevens. De CRICKET-trial De multicentrische fase 2-studie CRICKET (7) geeft een aanwijzing dat liquid biopsy voor analyse van ctDNA de selectie kan verbeteren. De eenarmige studie includeerde 28 patiënten met RAS/BRAFwt mCRC die een progressieve ziekte hadden na cetuximab in combinatie met irinotecanregime in eerste lijn en bevacizumab in combinatie met oxaliplatinregime in tweede lijn. De patiënten ontvingen in de studie rechallenge met cetuximab na afname van een liquid biopsie voor analyse van ctDNA. De ORR, de eerste doelstelling, bedroeg 21%. Analyse van ctDNA bij rechallenge-baseline reveleerde RAS-mutaties bij 12 van de 25 beoordeelbare patiënten (48%). De mediane PFS was significant langer bij patiënten met RAS wild-type ctDNA vs. RAS-mutant ct. DNA en bedroeg resp. 4,0 en 1,9 maanden (HR, 0,44; p = 0,03) en respons kwam alleen voor bij ctDNA, RASwt-tumoren. Deze studie bevestigde de werkzaamheid van rechallenge met EGFR-inhibitoren bij patiënten geselecteerd op basis van klinische criteria, maar suggereerde dat een selectie op moleculaire basis beter was. De CHRONOS-trial testte deze hypothese prospectief. ? Liquid biopsy kan selectie verbeteren: prospectieve gegevens. De CHRONOS-trial De multicentrische fase 2-studie CHRONOS (8) onderzocht een rechallenge therapie met panitumumab gebruikmakend van prospectieve bepaling van resistentiemutaties in ctDNA. Patiënten opgenomen in de studie hadden een RASwt BRAFwt mCRC al behandeld met anti-EGFR-therapie met respons en na progressie met anti-EGFR-vrij schema. Voor het starten van de rechallenge met panitumumab was de bevestiging van RASwt, BRAFwt en EGFR ECD wt-status in ctDNA een vereiste (figuur 3). Een screening van 52 patiënten selecteerde 36 patiënten zonder detecteerbare resistentiemutaties waarvan er 27 een rechallenge behandeling met anti-EGFR ontvingen. Acht (30%, 12-47%) patiënten bereikten een gedeeltelijk antwoord waarvan twee onbevestigd. Zeventien patiënten (63%, 41-78%) hadden een ziektecontrole langer dan vier maanden. Rekening houdend met het feit dat patiënten refractair waren aan de klassieke behandelingen (mediaan drie lijnen) was de respons op panitumumab mono opmerkelijk gunstig vergeleken met derdelijns standaardbehandeling zoals regorafenib of trifluridine-tipiracil. Te noteren dat er geen correlatie was tussen het EGFR-vrije interval en het resultaat van het ctDNA en de kans op respons, wat verder suggereert dat de 'nulmutatie ctDNA'-status de belangrijkste voorspellende factor is voor de werkzaamheid van anti-EGFR rechallenge. Deze klinische resultaten tonen aan dat een bepaling van de resistentiemutaties met liquid biopsy werkzaam, veilig en tijdig een anti-EGFR-rechallenge therapie kon begeleiden bij patiënten met mCRC. Belangrijk bij deze al intensief behandelde patiënten was dat de behandeling een aanvaardbaar nevenwerkingsprofiel had. Tweeëntwintig% (22%) had graad 3/4-nevenwerkingen. De meest voorkomende ernstige bijwerkingen waren huiduitslag (3/32 patiënten, 9%), folliculitis (2/32, 6%), paronychia (1/32, 3%) en dermatitis (1/32, 3%). Geen patiënt diende de behandeling te onderbreken wegens nevenwerkingen. Prof. Sclafani besloot dat translationeel onderzoek nodig is voor de vooruitgang van kankertherapie. Onderzoekers moeten bij het ontwerp van een prospectieve studie altijd verzameling van biologisch materiaal en planning van een correlatieve biomerkeranalyse overwegen. Wetenschappers, klinische onderzoekers en clinici moeten samenwerken in de ontwikkeling van de precisie-oncologie.