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Thérapies ciblées des cancers :Pr. Gilles VASSAL
Directeur de la Recherche CliniqueDirecteur de la Recherche Clinique et Translationnelle
Institut Gustave Roussy, VillejuifInstitut Gustave Roussy, Villejuif
Thérapies ciblées du cancer:Thérapies ciblées du cancer:Conséquences pour le biologiste et le pathologiste
Gilles Vassal Pr MD PhD
biologiste et le pathologiste
Gilles Vassal, Pr. MD, PhD
CancerCancer« maladie » de la communication cellulaire et du contrôle de la prolifération dans undu contrôle de la prolifération, dans un contexte d’instabilité génétique
- altérations des voies de signalisationi ti ti d i d’ t- inactivation de voies d’apoptose
- instabilité génétique- promotion de l ’angiogenèse- altérations des régulateurs du cycle cellulaire
Autant de cibles thérapeutiques potentielles2
Autant de cibles thérapeutiques potentielles
Développement des anticancéreux ppau XXème siècle
Des illi
Des di i
5-10%
Plantes Criblage In vivo Phase II
milliers dizaines
Plantes
Chimie
gIn vitroLignées
De
In vivoTumeurs Murines
*
Phase I
Phase IIsur
Données Phase I
Phase IIIAMChimie
A t
CancersHumains
Ex:C
TumeursHumaines
Xéno
Dose MaximaleTolérée
Phase Iet
Systé-matique
bénéficerisque
MM
Autres Panel NCI Xénogreffées
matique
Principalement des agents cytotoxiques
3
Développement des anticancéreux
Des agents cytotoxiques tels que:
ppau XXème siècle
Des agents cytotoxiques, tels que:
Temozolomide GBM, MélanomeTopotecan OvaireIrinotecan ColonIrinotecan ColonOxaliplatine ColonCapecitabine SeinCapecitabine SeinPaclitaxel Sein, OvaireDocetaxel Sein, Prostate,…Vinorelbine Poumon
4
Développement des anticancéreux ppau XXIème siècle
Séquençage du Génome HumainTechniques à haut-débit – Génomique, Protéomique, Bioinformatique,…..Biologie des tumeursanomalies génétiques et protéiques
Cibles thérapeutiques potentielles, pour des médicaments plus ciblésp
5
Développement des anticancéreux ppau XXIème siècle
Réduire le taux d’attrition?A élé l dé l t?
TestsPhase IPreuve
Phase IIP ti t
Accélérer le développement?
In Vitro
-
Preuve du
Concept*Dose
GénomiqueProtéomique Cible
Phase IIIbénéficerisque
AM
Patientsdont laTumeur
PrésenteVivo OptimaleBiologique
qSéquençage
C b e risque MM
Présentel’anomalie
CriblageDéveloppement Biomarqueur(s)
Librairie des médicaments ciblés
6
Chimique et leur biomarqueurs
Développement des anticancéreux
DCI Nom Cible (s) Indication(s)
Exemplespp
au XXIème siècle – exemples de thérapies ciblées
DCI Nom Cible (s) Indication(s)Trastuzumab Herceptine® Her2-neu SeinRituximab Mabthera® CD20 Lymphome ByImatinib Glivec ® bcr-abl LMC/LAL
c-kit GISTPDGFR GIST, DFSP
Gefitinib Iressa ® EGFR PoumonErlotinib Tarceva ® EGFR Poumon GBMErlotinib Tarceva EGFR Poumon, GBMCetuximab Erbitux ® EGFR ColonPanitumumab Vectibix EGFRBevacizumab Avastin ® VEGF ColonSorafenib Nexavar ® Raf, PDGFR, VEGFR Rein, FoieS i i ib S
7
Sunitinib SutentEt bien d’autres…Everolimus, temsirolimus, crizotinib, vemurafenib
NoyauNoyau
INHIBITEURS de TOPOISOMERASE
AGENTS ALKYLANTS ADNAGENTS ALKYLANTSet PLATINANTS
ANTIMETABOLITESRéplicationADN
ARNBléomycine
AsparaginaseThérapies ciblées (Anticorps et petites
ProtéinePOISONS du FUSEAU
( p pmolécules): Inhibiteurs de récepteur tyrosine kinase, …..
8
POISONS du FUSEAU
EXAMPLE d Thé i Ciblé EXAMPLE de Thérapie Ciblée
Inhibiteurs de ALK
9
ALK - anaplastic lymphoma kinaseALK anaplastic lymphoma kinase
Gene en 2p23 : 29 exons, 728793 bp Récepteur tyrosine kinase membranaire (superfamille des récepteurs à l’insuline)Lymphome anaplasique grandes cellules (ALCL) t(2;5)(p23;q35) ⇒ fusion NPM1-ALK fusionTumeurs inflammatoires myofibroblastiques ré-arrangements 2p23 Cancer Poumon Non à Petites Cellules (NSCLC)1-6 % avec fusion ALK-EML4 [inv(2)(p21p23)][ ( )(p p )]Neuroblastome familial et sporadique ∼20% avec amplifications ou mutations ALK
10
p
ALK fusion in NSCLCALK fusion in NSCLC
FISH*
IHC
11*Green : ALK 5’ ; red : ALK 3’ NEJM 363, 2010
PF-02341066 (Crizotinib)
12
Réponse en phase 1 NSCLC ALK+Réponse en phase 1 NSCLC ALK+
48 y old female – NSCLC with EML4-ALK
Enrichissement de la phase 1 avec des patients NSCLC ALK+
y
13
Enrichissement de la phase 1 avec des patients NSCLC ALK+
NEJM 363, 2010
Phase 1AndAnd Extension
PFS6months = 72%
1482 patients – 47 PR + 1 CR (RR = 57%) + 27 SD
Crizotinib (XALKORI ) statut in ALK+ NSCLCCrizotinib (XALKORI ) statut in ALK+ NSCLC
PROFILE 1005 Phase IIPROFILE 1005 Phase IIPROFILE 1007 Phase III vs docetaxel + permetrexed
FDA approval – 26 aout 2011 France: ATU depuis juillet 2011Drug + FDA approved test
phase II data
depuis juillet 2011
EMA:under reviewEMA:under review Since august 2011
15
CrizotinibCrizotinib
Activity in ALCL?Phase I in children (Ongoing)
16
Phase I in children (Ongoing)
Male 28yMale 28yNSCLC T4N3M1PD after ChemoRR after crisotinib 5mPD pleural and lungPleural sample : EML4Pleural sample : EML4-ALK deep sequencing (Illumina) confirmed by S iSanger sequencing
17
Crizotinib : Leçons (1)Crizotinib : Leçons (1)
ALK réarrangement = événement oncogéniqueALK réarrangement = événement oncogénique majeur (oncogénique addiction)
Id BCR-ABL V600E b-rafId BCR ABL, V600E b raf,…..Mais pas toutes les cibles…….
Seulement 4% des cancers du poumonSegmentation des cancers fréquents en entités raresSegmentation des cancers fréquents en entités rares
Et d’a tres pathologies raresEt d’autres pathologies rares
18
Crizotinib : Leçons (2)Crizotinib : Leçons (2)
Accélération du développementAMM après 7 ans depuis lead compound, 5 ans après phase 1
Diagnostic moléculaire par FISH nécessaire à la prescription (AMM drug + biomarker)
Tests alternatifs en cours d’explorationQualité du matériel tumoral
Émergence rapide de résistanceNécessité de répéter le diagnostic moléculairep gAccès répété à du matériel tumoral (alternatives)
Accès pour tout patient au test et au médicament
19
Accès pour tout patient au test et au médicament
28 plateformes
20Rapidité de mise en œuvreAssurance Qualité
Objectif:jUn égal accès aux tests moléculairesE F
En 2010 : 60 tests moléculaires
En France
En 2010 : 60 tests moléculaires278 000 tests pour 144 000 patients
Dont 14 tests pour thérapie ciblée75000 examens pour 61000 patients
Les plus fréquents:BCR ABL 23800 t t 27% té iBCR-ABL 23800 tests 27% extérieursK-ras 16600 tests 59% extérieursEGFR 16800 tests 70% extérieursEGFR 16800 tests 70% extérieurs
Introduction de FISH ALK en 2011
21
NSCLC en 2012NSCLC en 2012
R aux EGFR inhibiteurss aux EGFR inhibiteursTrastuzumab?Trastuzumab?
Vemurafenib?Inhibiteurs en dvpmentC i ti ibCrizotinib
And more to come……
Multiplication des tests sur matériel éventuellement
And more to come……
Multiplication des tests sur matériel éventuellement rare (biopsie), répétés dans le tempsPlace du Haut débit?
22
Place du Haut débit?
effects major in biological pathwayeffects major in biological pathway
2323
Ding, Nature 2008
Rationnel pour combinaisons
Translational Research LaboratoryTranslational Research LaboratorySeqCAN approach (Ludovic Lacroix)
Selected Candidates Genes for Sanger SeqSelected Candidates Genes for Sanger Seq.
screening of >50 cancer driver genesscreening of >50 cancer driver genesSelection of about 400 sequencing systemstargeting most mutated exonstargeting most mutated exonsCovered over 90k bp
& several thousands of putative mutations.600ng for screeningfor 96 targets (FFPE ok)independent confirmation
24Hanahan, Weineberg Cell 2011
of each mutation
SeqCan targeted genesSeqCan targeted genesTyrosine Kinase Receptor
EGFR,ERBB2, ERBB4, MET, DDR2KIT, PDGFRA, RET, ALK,FGFR2,FGFR3, KDR
Map kinase Pathway ActivatorKRAS HRAS NRAS BRAFKRAS, HRAS, NRAS, BRAF,
Pi3Kinase PathwayAKT1, PTEN, PIK3CA, PIK3R1,TSC1,TSC2
WNT Pathway, APC, CTNNB1
Other CDKN2Ap16,CDKN2Ap14,CDK4, RB1FBXW7, TOP1,TOP2A, JAK2, TYK1 VHL…ATM TP53 STK11 SMARCB5 NOTCH1ATM, TP53, STK11, SMARCB5, NOTCH1…
On demand design with PI according to protocol needs
25
(e.g In red the one retained for NSCLC)
NGS For Personalized Medicine ProgramNGS For Personalized Medicine Program
ExpectationsE l d N b f t t dEnlarged Number of targeted genes
• 500 exons then 500 genes (then exome…)Increased sensitivity of analysisIncreased sensitivity of analysis
• At least sensitivity for 10% of mutated cells (Sequencing over 200X)to be able to analyzed most of biopsies event with low percentageto be able to analyzed most of biopsies event with low percentage of tumor cellsto control limit as much as possible false positive result to be controlledcontrolled
Increased Samples ThroughputCompatible timeline with Clinic :Compatible timeline with Clinic :
• 15 working days from samples reception to report including independent validation of mutations identified (alternative method or 2nd targeted run)
26
or 2nd targeted run)
NGS F P li d M di i PNGS For Personalized Medicine Program
…challenges to be managedLow DNA quantities
1-2µg for sequencing and CGH plus controlsLow Quality for many samples Sh t ti li (15 ki d )Short time-lines (15 working days)
Including Histological control, processing of samples, Control and reportControl and report
Bioinformatic workflow annotations, Cut-off, complexity increasing with number
of data, to be link with timelines
27
Médecine PersonnaliséeMédecine Personnalisée
Guider le traitement par la biologie et par l’imagePour définir le meilleur traitement pour chaque patientEn prenant en compte les caractéristiques p p qbiologiques de sa tumeur (Portrait moléculaire)Et ses caractéristiques génétiquesq g q
ETOffrir une prise en charge personnaliséeOffrir une prise en charge personnalisée
28
Traitement guidé par la biologie et par l’imagepar l’image
Portrait
BiomarqueursEt
1.CHOIXPortrait Moléculairetumoral
TumeurMr T
Et ImagerieFonctionnelleMr T. Fonctionnelle
2.EVALUATIONPrécoce deT Précoce de
l’effetTumeurMr N.
29médicament biomarqueur
Thérapies cibléesThérapies cibléesenjeu = introduire la dimension moléculaire dans la stratégie thérapeutiquedans la stratégie thérapeutique
A
Amplifications
LGp
Mutations PortraitMolé
OR
Décision thérapeutique
Expression(mRNA, miRNA, Proteines)
culaireTumoral
IT
p qindividuelle
MédecineProteines)HM
MédecinePersonnalisée
30
EImagerie Imagerie
Flux de production des portraits moléculaires en Flux de production des portraits moléculaires en clinique
Cible = Max 15 jours ouvrables
Biopsie Biobank Plateformes Bioinformatique
Portrait RCGHaSé
SéquentiellesAt PD
Moléculaire CP
SéquençageNGSFISH, IHC
Qualité, BPLPlateformes dédiées
3131
P
RCP: réunion de concertation pluridisciplinaire moléculaire
Plateformes dédiées
Du domaine de la recherche
Etude Biologique(consentement)
Essai Thérapeutique(consentement) Modélisation
PortraitMoléculaire
Cible+
Essai de Phase I ou II Base de
( ) ( )
Tumoral
RCP
Selon la cibleBase de DonnéesClinico-
10 – 40%
RCP
Décision Pas de Autres essais
ClinicoBiologique
DécisionCible
Autres essais de Phase I ou II
AlgorithmesGenes Candidats
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ConséquencesConséquences
Assurer la transition recherche translationnelle et production d’analysesNouvelles techniques (rapidité d’évolution) à mettre en œuvre selon BPL : plateformes dédiées à la cliniqueGarantir la Qualité de l’échantillonDimension bioinformatique +++++ et intégration aux données médicalesTraçabilitéRé-évaluation permanente; partage des data basesConcertation avec les équipes médicales
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Concertation avec les équipes médicales
IGR Molecular Cancer Medicine Program: the Team
Medical &Scientific LeadFabrice André - U981, DMD, Breast TBJean Charles Soria U091 SITEP DMD
Principal InvestigatorsBenjamin Besse
L TB DMD Jean Charles Soria - U091, SITEP, DMDOperational CoordinationGilles Vassal – CRDPlatforms and Labs
Lung TB, DMD,
Karim FizaziGenito-urinary TB, DMD
Platforms and LabsNathalie Auger – Biopathology Department Thierry De Baere – Radiologie interventionnelle
Birgit GeoergerPEdiatric TB&D, UMR8129
Jacques GrillPhilippe Dessen – Bioinformatics GroupFrançoise Farace – TR lab – circulating cellsLudovic Lacroix- TR Lab – molecular pathology
Jacques GrillPediatric TB&D, UMR8129
Christophe Massard
Vladimir Lazar – Genomics UnitPhilippe Vielh – TR lab (IHC) and BiobankClinical Research Division (CRD)
Genito-urinary TB, DMD
Caroline RobertSkin TB, DMD ( )
Nadia Amellal – Clinical research operationsEllen Benhamou – Biostatistics and EpidemiologyCarole Lafontaine – Sponsorship and Partnership
DMD, department of medical oncologyTB, tumor boardTR Lab, trans;ational Research Lab
34
Carole Lafontaine Sponsorship and Partnership , ;IHC, immunohistochemistry