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Cinétique de croissance des tumeurs Une tumeur de 1cm de diamètre contient de 10 9 ~ 10 10 cellules (30 temps de doublement) Peut être cliniquement silencieuse dans une masse tissulaire (masse abdominale ou thoracique) Les 10 temps de doublement suivants amènent la tumeur à une masse de 1kg (10 12 cellules)

Cinétique de croissance des tumeurs

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Cinétique de croissance des tumeurs Une tumeur de 1cm de diamètre contient de 10 9 ~ 10 10 cellules (30 temps de doublement) Peut être cliniquement silencieuse dans une masse tissulaire (masse abdominale ou thoracique) - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: Cinétique de croissance des tumeurs

Cinétique de croissance des tumeurs

• Une tumeur de 1cm de diamètre contient de 109~ 1010 cellules (30 temps de doublement)

• Peut être cliniquement silencieuse dans une masse tissulaire (masse abdominale ou thoracique)

• Les 10 temps de doublement suivants amènent la tumeur à une masse de 1kg (1012 cellules)

Page 2: Cinétique de croissance des tumeurs

Cinétique de croissance tumorale:• une fois détectable la tumeur croit rapidement

Page 3: Cinétique de croissance des tumeurs

Thérapeutique

• Les buts des traitements anticancéreux:• curatifs (adjuvant, néoadjuvant, métastatique)• maintient de la qualité et de la durée de vie• soulagement des symptômes (traitement palliatif)

• essais cliniques de nouveaux traitementsA discuter avec le patient et sa famille

Page 4: Cinétique de croissance des tumeurs

Evaluation de la réponse thérapeutique individuelle

1. Réponse complète (CR): disparition complète de toutes les manifestations tumorales2. Réponse partielle (PR) . Diminution >50% de la taille tumorale sans progression d’autre localisationni nouvelle tumeur3. Maladie stable: pas d’augmentation de la masse tumorale ou diminution < 25% 4. Progression- Augmentation de la masse tumorale >25%, nouvelles lésions ou décès lié à la maladie

Page 5: Cinétique de croissance des tumeurs

Efficacité globale du traitement dans des groupes de patients

• Durée de survie –semaines mois années • Taux de réponse (% de CR+PR) • Durée de réponse jusqu’à la progression• Toxicités- grading du NCI • Qualité de vie- requis par la FDA pour toutes les nouvelles molécules

Page 6: Cinétique de croissance des tumeurs

1945

1950

1960

1970

1980

1990

2000

Nitrogen mustardMercaptopurineMethotrexateBusulfanCyclophosphamideChlorambucil5FluoruracilVinblastin-VincristinActinomycin DL-PAMAraCMOPPBleomycinDoxorubicinDTIC-CCNUCis PlatinVP16Mitoxantrone

Taxol-TaxotereOxaliplatine- G-CSF- ErythropoiétineHerceptin-RituximabGlivecGefitinib- crizotinib- Vemurafenib

Premières rémissions complètes en hématologie

Rechutes et résistance

Associations médicamenteuses

Multi- drug- resistance (MDR)Oncogenes- facteurs de croissance et récepteursAnticorps monoclonaux

P glycoprotéine et efflux des médicamentsAntioncogènes

Cycle cellulaire et signalisation Facteurs de croissance hématopoiétiques (HuR)Génétique des tumeurs familialesCiblage thérapeutique

Page 7: Cinétique de croissance des tumeurs

D’après Hanahan and Weinberg – Cell 2000

Invasion tissulaire et métastase

Potentiel réplicatif illimité

Angiogenèse active

Insensibilité aux régulateurs négatifs

Autosuffisance des signaux de croissance

Résistance à l’apoptose

Complexité du ciblage thérapeutique des cancers

Page 8: Cinétique de croissance des tumeurs

LOG kill hypothesis• The example shows the effects

of tumor burden, scheduling, initiation/duration of treatment on patient survival.

• The tumor burden in an untreated patient would progress along the path described by the RED LINE –

• The tumor is detected (using conventional techniques) when the tumor burden reaches 109 cells

• The patient is symptomatic at 1010-1011 cells

• Dies at 1012 cells.

Page 9: Cinétique de croissance des tumeurs

Dommages cellulaires provoqués par la chimithérapie cytotoxique

1- blocage de la synthèse des précurseurs de l’ADN

2- Interaction directe avec l’ADN3- Inhibition de la synthèse de l’ADN4- Interférence avec la transcription5- Inhibition de la synthèse des protéines 6- L’effet global est la mort cellulaire par

apopotose ou nécrose

Page 10: Cinétique de croissance des tumeurs

Spécificités des traitements anticancéreux

- Les cytotoxiques ne distinguent pas les cellules cancéreuses des cellules normales

- Les cellules cancéreuses sont plus fréquemment impliquées dans la multiplication cellulaire et sont plus sensibles aux effets toxiques des cytotoxiques

- La moelle osseuse, l’épithélium digestif et les follicules pileux sont les plus sensibles aux effets toxiques

Page 11: Cinétique de croissance des tumeurs

Resistance to Cytotoxic Drugs Increased expression of MDR-1 gene for a cell surface P-glycoprotein

MDR-1 gene is involved with drug efflux

Drugs that reverse MDR :verapamil, quinidine,

cyclosporine MDR increases resistance

to natural drug products including the anthracyclines,

vinca alkaloids, and epipodophyllotoxins

Page 12: Cinétique de croissance des tumeurs

Modes of Resistance to Anticancer Drugs

Mechanism Drugs or Drug GroupsChange in sensitivity (or ↑ level) or ↓ binding affinity of target enzymes or receptors

Etoposide, methotrexate, vinca alkaloids, estrogen & androgen receptors

Decreased drug accumulation via ↑ expression of glycoprotein transporters, or ↓ permeability

Methotrexate, alkylating agents, dactinomycin

Formation of drug-inactivating enzymes

Purine & pyrimidine antimetabolites

Production of reactive chemicals that “trap” the anticancer drug

Alkylators, bleomycin, cisplatin. doxorubicin

Increased nucleic acid repair mechanisms

Alkylating agents, cisplatin

Reduced activation of pro-drugs Purine & pyrimidine antimetabolites

Page 13: Cinétique de croissance des tumeurs

Les agents alkylants

- Sont responsables de la production d’ions très réactifs chargés positivement

- Ces ions forment des liaisons covalentes avec des régions electrophiles sur des molécules biologiques (Nucléotides, protéines AA)

- La liaison de ces alkylants fonctionnels au DNA est la cause de la mort (mutagenese, apoptose)

Page 14: Cinétique de croissance des tumeurs

14

Alkylating agents

• Cyclophosphamide • Cisplatin• Procarbazine • Busulfan• Mechlorethamine

Page 15: Cinétique de croissance des tumeurs

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Utilisation clinique

• Non-Hodgkin’s lymphoma• Breast Ca• Ovarian Ca• Neuroblastoma

Page 16: Cinétique de croissance des tumeurs

Toxicités associées aux alkylants

Nausées vomissementsMyélosuppressionAlopécieStérilité infertilitéSecond cancerCystite hémorragiqueNeurotoxNephrotoxDéficit immunitaireSIADH

Page 17: Cinétique de croissance des tumeurs

17

Page 18: Cinétique de croissance des tumeurs

18

ADR• Acrolein is the metabolite• Responsible for causing hemorrhagic cystitis

– Suprapubic pain– Hematuria– Cyctoscopic findings

• ***This is prevented/treated by MESNA (mercaptoethanesulfonate)

• Rarely cyclophosphamide can cause SIADH and pulmonary toxicity

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25

Procarbazine

• MOA: forms hydrogen peroxide, which generates free radicals that cause DNA damage

• Important component of regimens especially for Hodgkin’s lymphoma

ADR• ***Disulfiram like reactions

Page 26: Cinétique de croissance des tumeurs

Autres alkylants: les dérivés du PlatineLe Cis Platine

Page 27: Cinétique de croissance des tumeurs

27

Cisplatin • Platinum analog• Same MOA as cyclophosphamide• **Used in testicular carcinoma• Also used for Ca of bladder, lung and ovary• Carboplatin is new drug with better safety profileADR• Nephrotoxicity (prevented by Amifostine***)• ***Ototoxicity (acoustic nerve damage)• Peripheral neuritis• Severe nausea and vomiting

Page 28: Cinétique de croissance des tumeurs

Strategies pour améliorer les thérapeutiques

PtNH3Cl

Cl NH3

O

O

O

OPt

NH3

NH3    CISPLATINE

  

CARBOPLATINE

  

Oxalato 1,2-trans-L-diaminocyclohexane platinium(OXALIPLATINE)

NH2

NH2

PtO O

OO

Cibles et toxicité- mécanismes d’action- différents

Page 29: Cinétique de croissance des tumeurs
Page 30: Cinétique de croissance des tumeurs

30

Anticancer Antibiotics

• Anthracyclines:– Doxorubicin (Adriamycin)– Daunorubicin

• Bleomysin• Dactinomycin• Mitomycin

Page 31: Cinétique de croissance des tumeurs

31

Doxorubicin & Daunorubicin • These drugs intercalate

between base pairs, inhibit topoisomerase II and also generate free radicals

• They block RNA and DNA synthesis and cause strand scission

• *These are CCNS drugs• Used as a component in

ABVD regimen in Hodgkin’s lymphoma

Page 32: Cinétique de croissance des tumeurs

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ADR• Cardiac toxicity (due to generation of free radicals)• Acute form: arrthythmias, ECG changes, pericarditis,

myocarditis• Chronic form: ***Dilated cardiomyopathy, heart

failure• ****Rx with dexrazoxane

– This is an inhibitor of iron mediated free radical generation • Bone marrow depression, Total alopecia• Radiation recall reaction

Page 33: Cinétique de croissance des tumeurs

Toxicités les plus communes avec les antibiotiques anticancéreuxMyélosuppressionMuciteNausées vomissementsAlopécieCausticité

Toxicités plus spécifiquesPulmonairesCutanéesRappel de radiationFièvreToxicité cardiaque

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Page 38: Cinétique de croissance des tumeurs

Les antimétabolites sont des analogues structuraux de substances biologiquement impliquées dans la fonction cellulaire

Ils vont interférer avec la synthèse des acides nucléiques en s’incorporant frauduleusement

ouEn inhibant de manière spécifique des enzymes critiques de la synthèse des acides nucléiques

Ils sont cycle spécifique – Phase S

Page 39: Cinétique de croissance des tumeurs

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LegendDrug ClassSub-class

Prototype Drug

TrimetrexatePemetrexed

ThioguanineFludarabine Phosphate

Cladribine

Cytarabine GemcitabineCapecitabine

Page 40: Cinétique de croissance des tumeurs

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Antimetabolits: sites of drug action

Page 41: Cinétique de croissance des tumeurs

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Methotrexate

Page 42: Cinétique de croissance des tumeurs

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Methotrexate (MTX)• MTX is a folic acid analog that binds with high affinity to

the active catalytic site of dihydrofolate reductase (DHFR)

• Thus it interferes with the synthesis of tetrahydrofolate (THF)

• THF serves as the key one-carbon carrier for enzymatic processes involved in de novo synthesis of thymidylate, purine nucleotides, and the amino acids serine and methionine.

• Inhibition of these various metabolic processes thereby interferes with the formation of DNA, RNA, and key cellular proteins.

Page 43: Cinétique de croissance des tumeurs

43

Mechanism of Resistance

1. Decreased drug transport

2. Altered DHFR3. Decreased polyglutamate

formation4. Increased levels of

DHFR

Page 44: Cinétique de croissance des tumeurs

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Contd..• Most commonly used anticancer drug. • Cell cycle specific (CCS) drug and acts during S phase of the

cell cycle. • Antineoplastic, immunosuppressant and antiinflammatory• Used in RA, psoriasis • Well absorbed orally; can also be given IM, IV or intrathecally**. • It is bound to plasma proteins, does not cross the BBB and most

of the drug is excreted unchanged in urine.• It is a weak acid and so is excreted better at high urine pH.

Appropriate hydration and alkalinizing the urine is important to prevent renal tox with MTX

Page 45: Cinétique de croissance des tumeurs

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ADR• Bone marrow suppression (BMS)• Mucositis• Folic acid deficiency • The toxic effects of MTX on normal cells is

reduced by administering folinic acid (leucovorin)– This is called leucovorin rescue **** – Higher the dose of MTX more the leucovorin you

give**

Page 46: Cinétique de croissance des tumeurs

46

Leucovorin Rescue

Mechanism of action of methotrexate and the effect of administration of leucovorin.

• FH2 = dihydrofolate• FH4 = tetrahydrofolate• dTMP = deoxythymidine

monophosphate• dUMP = deoxyuridine mono

phosphate.

Page 47: Cinétique de croissance des tumeurs

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6-Mercaptopurine (6-MP) & Thioguanine

• Both 6-MP and Thioguanine are activated by HGPRT to toxic nucleotides that inhibit several enzymes involved in purine metabolism

• ***Resistance is due to cancer cells having d activity of HGPRT

• Cancer cells also es alkaline phosphatase that inactivate toxic nucleotides

Page 48: Cinétique de croissance des tumeurs

48

6-MP & Allopurinol• 6-MP is metabolized in the liver by xanthine oxidase

and the inactive metabolites are excreted in the urine• ***Allopurinol is used frequently to treat/prevent

hyperuricemia caused by many anticancer drugs.• If Allopurinol is used with 6-MP then the dose of 6-MP

is reduced by more than 75%– Why??

Page 49: Cinétique de croissance des tumeurs

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Cytarabine (Ara-C)• Cytarabine arabinoside is a pyrimidine antimetabolite • The drug is activated by kinases to AraCTP

– This acts as an inhibitor of DNA polymerase• ***of all antimetabolites, this is the most specific for S

phase of tumor cell cycle• It is an important component in acute lukemia regimens• ADR: at high doses cause neurotoxicity (cerebellar

dysfunction and peripheral neuritis)– Hand-foot syndrome***

Page 50: Cinétique de croissance des tumeurs

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5-FUMechanism of the cytotoxic action of 5-FU• 5-FU is converted to 5-FdUMP, which

competes with deoxyuridine monophosphate (dUMP) for the enzyme thymidylate synthetase.

• 5-FU = 5-fluorouracil• 5-FUR = 5-fluorouridine• 5-FUMP = 5-fluorouridine monophosphate• 5-FUDP = 5-fluorouridine diphosphate• 5-FUTP = 5-fluorouridine triphosphate• dUMP = deoxyuridine monophosphate• dTMP = deoxythymidine monophosphate• 5-FdUMP = 5-fluorodeoxyuridine

monophosphate.

Page 51: Cinétique de croissance des tumeurs

51

Contd..• 5-FU causes, “thymidineless death” of cells• Resistance is due to d activation of 5-FU and d thymidylate

synthase activityUses and ADR• Metastatic carcinomas of the breast and the GI tract, hepatoma• Carcinomas of the ovary, cervix, urinary bladder, prostate,

pancreas, and oropharyngeal areas• Combined with levamisole for Rx of colon cancer • ADR: nausea, mucositis, diarrhea, ***hand and foot syndrome,

Alopecia, hyperpigmentation, neurologic deficits, bone marrow depression

Page 52: Cinétique de croissance des tumeurs

HN

N

FO

OH

H

HN

NOH

HO

HH

H

HN

N

C CH

HH

O

O

1

FU FUH25 _

Eniluracile

A  

B

O

HO OH

N

NO

N O

FH

O

HO OH

HN

NO

FO

HN

NO

FO

H

5-FU (4)

5'-DFUR (3)

5'-DFCR (2)

dThdPase

TUMEUR

CAPECITABINE 

Stratégies pour améliorer les thérapeutiques

Nombreux médicaments adaptés à la forme orale:Taxanes, Vinorelbine, Inhibiteurs de TOPO-1…

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Page 54: Cinétique de croissance des tumeurs
Page 55: Cinétique de croissance des tumeurs

55

VinblastineVincristineVinorelbine

Teniposide Irinotecan Docetaxel

Page 56: Cinétique de croissance des tumeurs
Page 57: Cinétique de croissance des tumeurs

57

Vinka alkaloids (Vinblastine, vincristine)

• These drugs block the formation of mitotic spindle by preventing the assembly of tubulin dimers into microtubules

• ***They act primarily on the M phase of cancer cell cycle

• Resistance is due to d efflux of drugs from tumor cells

Page 58: Cinétique de croissance des tumeurs

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VinBlastine VinCristine (oncovan)Uses ; (ABVD)Hodgkin’s disease LymphomasCarcinoma BreastTesticular tumorsToxicity:Bone marrow suppression, anorexia, nausea, vomiting & Diarrhea, Alopecia

Uses: (MOPP)Childhood leukemiasChildhood tumors-Wilm’s tumor, Neuroblastoma, Hodgkin’s diseaseToxicity:Peripheral neuritis with Paresthesia, Muscle weakness***Vincristine has marrow sparing effect

Page 59: Cinétique de croissance des tumeurs

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Etoposide & Teniposide• Acts by inhibiting topoisomerase II• These drugs are most active in late S and early

G2 phase• Used in combination Tx of small cell carcinoma

of lung, prostrate and testicular carcinomasOther topoisomerase inhibitors:• Topotecan, Irinotecan

– Both act by inhibiting topoisomerase-I

Page 60: Cinétique de croissance des tumeurs

60

Topoisomerase inhibitors

Page 61: Cinétique de croissance des tumeurs
Page 62: Cinétique de croissance des tumeurs

62

Paclitaxel & Docetaxel• These drugs act by interfering with

mitotic spindle• They prevent micotubule

disassembly into tubulin monomers• Taxanes animationADR• Neutropenia• Peripheral neuropathy

Page 63: Cinétique de croissance des tumeurs

Etoposide (VP16 et teniposide VM26

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Page 65: Cinétique de croissance des tumeurs
Page 66: Cinétique de croissance des tumeurs
Page 67: Cinétique de croissance des tumeurs

General problems with anticancer drugs

• Most of them are antiproliferative, i.e. they damage DNA and so initiate apoptosis.

• They also affect rapidly dividing normal cells.• This leads to toxicity which are usually severe.• To greater or lesser extent the following

toxicities are exhibits by all anticancer drugs.

Page 68: Cinétique de croissance des tumeurs

ADR of Antineoplastic Drugs in Humans Tissue Undesirable Effects

Bone marrow Leukopenia and resulting infections

Immunosuppression

Thrombocytopenia

Anemia

GI tract Oral or intestinal ulceration

Diarrhea

Hair follicles Alopecia

Gonads Menstrual irregularities, including premature

menarche; impaired spermatogenesis

Wounds Impaired healing

Fetus Teratogenesis (especially during first trimester)

Page 69: Cinétique de croissance des tumeurs

Distinctive Toxicities of Some Anticancer DrugsToxicity Drug(s)

Renal Cisplatin,* methotrexate

Hepatic 6-MP, busulfan, cyclophosphamide

Pulmonary Bleomycin,* busulfan, procarbazine

Cardiac Doxorubicin, daunorubicin

Neurologic Vincristine,* cisplatin, paclitaxel

Immunosuppressive Cyclophosphamide, cytarabine, dactinomycin, methotrexate

Other Cyclophosphamide (hemorrhagic cystitis); procarbazine (leukemia); asparaginase* (pancreatitis)

*Less Bone marrow suppression – “marrow sparing”

Page 70: Cinétique de croissance des tumeurs

• Proliferating cells are especially sensitive to chemotherapy because cytotoxic drugs usually act by disrupting DNA synthesis or mitosis, cellular activities that only proliferating cells carry out.

• Unfortunately, toxicity to the anticancer agents is to any rapidly dividing cells. (e.g. bone marrow, hair follicles, sperm forming cells).

Chemotherapeutic agents are much more toxic to tissues that have a high growth fraction than to tissues that have a low

growth fraction.

Page 71: Cinétique de croissance des tumeurs

Prevention or Management of Drug Induced toxicities

• The toxicities of some anticancer drugs can be well anticipated and hence be prevented by giving proper medications

• E.g. mesna is given to prevent hemorrhagic cystitis by cyclophosphamide

• Dexrazoxane, is used to reduce the risk of anthracycline-induced cardiomyopathy

Page 72: Cinétique de croissance des tumeurs

72

Hormonal agents

• Glucocorticoids• Sex hormone antagonists• GnRH analogs• Aromatase inhibitors

Page 73: Cinétique de croissance des tumeurs

73

Glucocorticoids (Prednisone)• Because of their marked lympholytic action, they are

used in acute leukemias and lymphomas.• Have anti-inflammatory effect• Increase appetite• Produce euphoria (feeling of well being)• Increase body weight• Suppress hypersensitivity reaction due to certain

anticancer drugs• Control hypercalcemia• Control bleeding• Have non-specific antipyretic effect• Increase the antiemetic effect of

ondansetron/granisetron/ metoclopramide

Page 74: Cinétique de croissance des tumeurs

74

Sex hormone antagonists

Page 75: Cinétique de croissance des tumeurs

75

Tamoxifen • It is a SERM• Blocks the binding of estrogen to receptors of estrogen

sensitive cancer cells in bresat tissue• It is used in receptor positive breast carcinoma• Also useful in progestin resistant endometrial

carcinomaADR:• Hot flushes, vaginal bleeding and venous thrombosisOther drugs• Flutamide: androgen receptor antagonist used in

prostatic carconima • ADR for flutamide includes: gynecomastia, hot flushes

Page 76: Cinétique de croissance des tumeurs

76

MOA of drugs

Page 77: Cinétique de croissance des tumeurs

77

GnRH analogs • Leuprolide, gosarelin and naferelin• Effective in management of Prostatic carcinomas• When given in constant doses they inhibit release of

pituitary LH and FSH• These drugs suppress gonadal function due to down

regulation and desensitization of Gn-RH receptorsADR• Leuprolide may cause gynecomastia, hematuria,

impotence and testicular atrophy

Page 78: Cinétique de croissance des tumeurs

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Aromatase inhibitors • The aromatase reaction is responsible for the extra-

adrenal synthesis of estrogen from androstenedione• This takes place in liver, fat, muscle, skin, and breast

tissue, including breast malignancies. • Peripheral aromatization is an important source of

estrogen in postmenopausal women. • Aromatase inhibitors decrease the production of

estrogen in these women.

Page 79: Cinétique de croissance des tumeurs

79

Contd..

Page 80: Cinétique de croissance des tumeurs

80

Contd..

• Anastrozole and Letrozole• These drugs inhibit the aromatase enzyme • ****Used in Tx of postmenopausal women with

metastatic breast ca (1st line drug)• ADR includes: bone pain and peripheral edema