1. RAVIRESISTENTSUSE PROBLEEM ONKOLOOGIAS VAHUR VALVERE, MD, PhD Onkoloogia õppetool Kliinilise Meditsiini Instituut

2. VÄHIRAVI EESMÄRGID Tervistumine Eluea pikendamine(“kroonilise haiguse” mõiste) Elukvaliteedi parandamine Vahetu raviefekti suurendamine Haigusevaba perioodi pikendamine

3. ONKOSPETSIIFILISE VÄHIRAVI MEETODID Kirurgiline ravi Kiiritusravi Süsteemravi - Tsütostaatiline ravi - Hormoonravi - Bioloogiline ravi Immuunravi Geeniteraapia

4. RAVIRESISTENTSUSE PROBLEEM

5. Ravimresistentsus - Kasvajate süsteemravi - Kasvajate immunteraapia - Kasvajate geeniteraapia Resistentsus kiiritusravi suhtes

6. MIS ON RAVIMRESISTENTSUS? Progressioon ravile? Retsidiiv peale ravi? Millal? Kasvajale omane? Omandatud? Farmakoloogiline? Pöörduv? Pöördumatu?

7. RAVIMRESISTENTSUSE JAOTUS “ Intrinsic”- sisemine ehk kasvajale omane resistentsus “Acquired”- omandatud resistentsus -------------------------------------------------------------- “Caveat”- hoiatusresistentsus? - Metastaatiline vähk on üldjuhul resistentne ravile(“Intrinsic” or “Acquired”)

8. RAVIMRESISTENTSUSE PÕHJUSED Farmakoloogilised põhjused(häired ravimi farmakokineetikas ja/või farmakodünaamikas (ravim või tema aktiivne metaboliit ei jõua üldse või mittepiisavas doosis sihtmärgini või muutused sihtmärgis endas) Sihtmärgiga mitteseotud põhjused(“post-target” mechanisms)

9. TSÜTOSTAATIKUMIDE METABOLISM ( Cyclophosphamide) CYCLOPHOSPHAMIDE 4-OH CYCLOPHOSPHAMIDE ALDOPHOSPHAMIDE PHOSPHORAMIDEMUSTARD 4-KETOCYCLOPHOSPHAMIDECARBOXYPHOSPHAMIDE ACROLEIN HEPATICCYTOCHROMES P 450 ACTIVATION CYTOTOXICITY TOXICITY INACTIVATION ALDEHYDEDEHYDROGENASE

10. XELODA TOIMEMEHHANISM IntestineLiver Xeloda ® 5'-DFCR 5'-DFUR CyD 5'-DFCR 5'-DFUR 5-FU CyD CE CE = carboxylesterase; 5'-DFCR = 5'-deoxy-5-fluorocytidine CyD = cytidine deaminase; 5'-DFUR = 5'-deoxy-5-fluorouridine Tumour >> healthy tissue Thymidine phosphorylase

11. FARMAKOLOOGILISE RESISTENTSUSE MEHHANISMID Suurenenud ravimi väljavool rakust(PgP, MRP) Vähenenud ravimi sissevool rakku(*RFC--MTX) Ravimi inaktivatsioon tsütoplasmas (*GSH--DDP,DOX, alküleerivad ühendid) Sihtmärgi geeni amplifikatsioon(*DHFR--MTX,*TS--FU) Sihtmärgi mutatsioon (tubuliin, topoisomeraas II- antratsükliinid) -------------------------------------------------------- * RFC- reduced folate carrier *GSH- gamma-glutamylcysteinylglycine *DHFR- dihydrofolate reductase *TS- thymidylate synthase

12. MDR1/Pgp-1

14. FARMAKOLOOGILISE RESISTENTSUSE MEHHANISMID Suurenenud ravimi väljavool rakust(PgP, MRP) Vähenenud ravimi sissevool rakku(*RFC--MTX) Ravimi inaktivatsioon tsütoplasmas (*GSH--DDP,DOX, alküleerivad ühendid) Sihtmärgi geeni amplifikatsioon(*DHFR--MTX,*TS--FU) Sihtmärgi mutatsioon (tubuliin, topoisomeraas II- antratsükliinid) -------------------------------------------------------- * RFC- reduced folate carrier *GSH- gamma-glutamylcysteinylglycine *DHFR- dihydrofolate reductase *TS- thymidylate synthase

15. FARMAKOLOOGILISE RESISTENTSUSE MEHHANISMID Suurenenud ravimi väljavool rakust(PgP, MRP) Vähenenud ravimi sissevool rakku(*RFC--MTX) Ravimi inaktivatsioon tsütoplasmas (*GSH--DDP,DOX, alküleerivad ühendid) Sihtmärgi geeni amplifikatsioon(*DHFR--MTX,*TS--FU) Sihtmärgi mutatsioon (tubuliin, topoisomeraas II- antratsükliinid) -------------------------------------------------------- * RFC- reduced folate carrier *GSH- gamma-glutamylcysteinylglycine *DHFR- dihydrofolate reductase *TS- thymidylate synthase

16. Phase III Trial Comparing AC-T with AC-TH and with TCH in the Adjuvant Treatment of HER2 positive Early Breast Cancer Patients: First Interim Efficacy Analysis Study sponsored by Sanofi-Aventis Support from Genentech Slamon D, Eiermann W, Robert N, Pienkowski T, Martin M, Pawlicki M, Chan A, Smylie M, Liu M, Falkson C, Pinter T, Fornander T, Shiftan T, Valero V, Von Minckwitz G, Mackey J, Tabah-Fisch I, Buyse M, Lindsay MA, Riva A, Bee V, Pegram M, Press M, Crown J, on behalf of the BCIRG 006 Investigators.

17. The HER2 Alteration IHC Southern Northern Western Slamon et al. Science 1987,1989

18. 4 x AC 60/600 mg/m 2 4 x Docetaxel 100 mg/m 2 6 x Docetaxel and Carboplatin 75 mg/m 2 AUC 6 1 Year Trastuzumab N=3,222 1 Year Trastuzumab AC  T AC  TH TCH Her2+ (Central FISH) N+ or high risk N- 4 x AC 60/600 mg/m 2 4 x Docetaxel 100 mg/m 2 Slamon D., SABCS 2005 BCIRG 006 Stratified by Nodes and Hormonal Receptor Status

19. Disease Free Survival % Disease Free 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 012345 Year from randomization 77% 86% 80% 73% 84% 80%86% 93% 91% Patients Events 1073147AC->T 107477AC->TH 107598TCH HR (AC->TH vs AC->T) = 0.49 [0.37;0.65] P<0.0001 HR (TCH vs AC->T) = 0.61 [0.47;0.79] P=0.0002

20. HER2 Core region NormalAmplifiedDeletion Example 1 Example 2 Example 3 Example 4 Example 5 Example 6 Example 7 HER2 Mapping the HER2 Amplicon TOP2A TOPO II region

21. HER2 and TOPO II in BCIRG 006 2120 of 3222 patients analyzed HER2 Core region 17 q 1217 q 21.117 q 21.2 1285 pts (60%) N=2120 91 pts (4%) Topo II Non Co-Amplified NormalAmplifiedDeletion TOPO II region 744 pts (35%) Co-Amplified

22. DFS Topo II Co-Amplified vs Non Co- Amplified All Patients Patients EventsTopo II 74457Co-Amplified 1376191Non Co-amplified % Disease Free 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 0 12345 Year from randomization Logrank P<0.001 Co-Amplified Non Co-amplified

23. DFS Co-Amplified Topo II by Arm % Disease Free Months 0.5 0.6 0.8 1.0 061218243036424854 Patients EventsTreatment 22723 AC->T 26513AC->TH 25221TCH Logrank P= 0.24 TCH AC->TH AC->T

24. RAVIMRESISTENTSUSE SIHTMÄRGIGA MITTESEONDUVAD PÕHJUSED

25. RAVIMRESISTENTSUSE SIHTMÄRGIGA MITTESEOTUD PÕHJUSED DNA reparatsiooni kiirenemine(*AGT, *NER) “Loss of mismatch repair” Apoptoosimehhanismi häired(P53 ja BCL2 mutatsioonid) ----------------------------------------------------------- * AGT- alkyltransferase *NER- nucleotide excision repair

26. RESISTENTSUSMEHHANISMID

27. RAVIRESISTENTSUSE PROBLEEM KIIRITUSRAVIS

29. RADIOIMMUUNOTERAAPIA Properties 90 Yttrium 90 Y-ibritumomab tiuxetan (Zevalin) 131 Iodine 131 I-tositumomab (Bexxar) Half-life64 hours192 hours Energy emitterBeta (2.3 MeV) Gamma (0.36 MeV) Beta (0.6 MeV) Path length  90 5 mm  90 0.8 mm Urinary excretion Minimal 7% in 7 days Extensive / variable 46–90% in 2 days DosingBased on weight and platelet count Clearance based dosing using whole body dosimetry AdministrationOutpatient Inpatients or restrictions to protect family / public

30. RESISTENTSUS HORMOONRAVI JA BIOLOOGILISE RAVI SUHTES

31. SOBIVUS RINNAVÄHI HORMOONRAVIKS Hormonal receptor status (ER/PgR by IHC) ER+ER– 50% response to anti- oestrogen therapy NO BENEFIT from anti-oestrogen therapy

32. SOBIVUS RAVIKS TRASTUZUMAB’ga HER2 status(determined by IHC, FISH or CISH) FISH+FISH– Eligible for Trastuzumab No benefit from Trastuzumab IHC+IHC–

33. RAVIMRESISTENTSUSEST ÜLESAAMINE Ravimi või raviskeemi vahetus Kõrgdoosi kemoteraapia koos kasvufaktoritega või tüvirakkude/luuüdi transplantatsiooniga Erinevate süsteemravi meetodite kombineerimine(KT+angioneesi blokaatorid) Vähi tüvirakkudele suunatud ravi ---------------------------------------------------------------- Ca-kanali blokaatorite kasutamine (Verapamiil + tsütostaatikum) DNA reparatsiooni inhibiitorite kasutamine (benzüülguaniin + tsütostaatikum) GSH sünteesi blokaatorite kasutamine (butioonsulfoksiim + tsütostaatikum)

34. HEMOPOEETILISED FAKTORID JA KÕRGDOOSI KEMOTERAAPIA

39. TSÜTOSTAATIKUMID + ANGIOGENEESI BLOKAATORID

40. ANGIOGENEES KUI TUUMORI KASVU OLULINE MÄRKLAUD Angiogenesis is necessary for the spread and growth of tumour cells Small tumour Genetic mutations cause cell to become cancerous Chemical signal Growing capillaries Nutrients Cancer cells migrate Growing tumour

41. PACLITAXEL + BEVACIZUMAB (Ravivastus) Paclitaxel Paclitaxel + bevacizumab 316330 28.2% 14.2% p<0.0001 All patients Overall response rate 40 30 20 10 0

42. Months OS Proportion 0102040 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 PACLITAXEL + BEVACIZUMAB (Üldine elulemus) Hazard ratio = 0.674 (0.495–0.917) Log rank test p=0.01 30 Paclitaxel + bevacizumab Paclitaxel

43. VÄHI TÜVIRAKKUDELE SUUNATUD RAVI

44. Korkaya H, et al. BioDrugs. 2007;21:299-310. VÄHI TÜVIRAKKUDELE SUUNATUD RAVI (Rinnavähi näide) Normal stem cell CSC Dead CSC Differentiated cell Dead cell Conventional therapies Following chemotherapy Conventional therapies CSC targeted therapies Differentiation induction Tumor regrowth Elimination of tumor Differentiation of CSCs Elimination of tumor Elimination of CSCs Tumor shrinkage

45. SC Self renewal Progenitor cells ER+ Myoepithelial cells Ductal epithelial cells Alveolar epithelial cells Differentiation SC Early progenitor cells Cancer stem cell Mutations, deregulation of pathways PTEN HER2 PI3-K/Akt p53 Notch, Hedgehog Bmi-1 Wnt/  -catenin RINNANÄÄRME TÜVIRAKKUDE MALIIGNE TRANSFORMATSIOON

46. Korkaya H, et al. BioDrugs. 2007;21:299-310. VÄHI TÜVIRAKKUDELE SUUNATUD RAVI (Rinnavähi näide) Normal stem cell CSC Dead CSC Differentiated cell Dead cell Conventional therapies Following chemotherapy Conventional therapies CSC targeted therapies Differentiation induction Tumor regrowth Elimination of tumor Differentiation of CSCs Elimination of tumor Elimination of CSCs Tumor shrinkage

47. KAS MURPHY SEADUS KEHTIB KA RAVIMRESISTENTSUSE KORRAL?

48. RESISTENTSUSEMEHHANISMI ÄRAKASUTAMISE VÕIMALUS GEENTERAAPIAS P53 geeni viimine vähirakkudesse, et tõsta nende tundlikkust DNA-le suunatud vähiravimite suhtes MDR1 geeni viimine hematopoeetilistesse rakkudesse, et kaitsta neid kõrgdoosi tsütostaatikumide eest