BCR/ABL: de los mecanismos moleculares de inducción de la leucemia al tratamiento de la leucemia mielógena crónica
Inhibidores de la proteína de fusión BCR/ABL
Como se sabe que la actividad tirosina quinasa desregulada de p210BCR/ABL es el evento transformador esencial en la LMC, se iniciaron estudios dirigidos a inhibir esta actividad TK (Lugo et al., 1990; Oda et al., 1995).
Se han evaluado varios inhibidores de tirosina quinasa en células de LMC (Boutin, 1994; Levitzki y Gazit, 1995). Los primeros que se probaron fueron aislados de fuentes naturales, como los antibióticos herbimicina-A, genisteína y erbstatina, que inhiben la actividad de la TK p210BCR/ABL in vitro, inhiben el crecimiento de las líneas celulares BCR/ABL+ in vitro e inducen la diferenciación eritroide de la línea celular K562 (Carlo-Stella et al., 1996; Honma et al., 1989, 1990; Kawada et al., 1993; Okabe et al., 1992). A continuación se desarrollaron compuestos sintéticos, las trifostinas, y se identificaron el AG957 y el AG568, que inhiben la actividad de la TK p210BCR/ABL in vitro, e inducen la diferenciación eritroide y la apoptosis de la línea celular K562 (Anafi et al., 1993). Además, el AG957 restablece la adhesión mediada por la β1-integrina de las células primarias de LMC (Bhatia et al., 1998). El AG957 también tiene un efecto antiproliferativo sinérgico con el receptor anti-fas en los progenitores de la LMC (Carlo-Stella et al., 1999). Sin embargo, la baja especificidad para la actividad TK de BCR/ABL es una limitación importante de estos inhibidores de TK.
STI571
A finales de la década de 1980, se identificó una 2-fenilaminopirimidina con actividad inhibidora específica de la tirosina quinasa contra el receptor del factor de crecimiento derivado de las plaquetas (PDGF-R), el C-kit y la tirosina quinasa ABL, STI571 (antes CGP57148, ahora Gleevec o mesilato de imatinib) (Buchdunger et al, 1996; Druker y Lydon, 2000). Al igual que las trifostinas, STI571 funciona uniéndose al bolsillo de unión a nucleótidos altamente conservado del dominio catalítico del ABL-TK y bloqueando de forma competitiva la unión del ATP (Schindler et al., 2000).
Los estudios preclínicos demostraron que STI571 inhibe específicamente la proliferación de las células leucémicas y restaura el crecimiento y la diferenciación dependientes de la interleucina-3 (IL-3) de las líneas celulares BCR/ABL+. El crecimiento de las células mieloides formadoras de colonias de LMC se ve fuertemente inhibido por el STI571, con un efecto mínimo sobre el crecimiento de las colonias normales (Carroll et al., 1997; Deininger et al., 1997; Druker et al., 1996; Gambacorti-Passerini et al., 1997). Esto se debe a la inhibición de la proliferación y, en menor medida, a la muerte celular (Holtz et al., 2002). El cultivo a largo plazo de células de BM con una exposición prolongada con STI571 mostró un efecto inhibidor en los progenitores de LMC con poca toxicidad para las células normales (Kasper et al., 1999). Sin embargo, hasta el 30-40% de las LTC-IC Ph+ sobreviven al tratamiento con STI571 (Holtz et al., 2002). Además, la inhibición de la actividad de la quinasa BCR/ABL por parte de STI571 da lugar a la modificación transcripcional de varios genes implicados en el control del ciclo celular, la adhesión celular y la organización del citoesqueleto (Deininger et al., 2000), lo que conduce a la muerte apoptótica de al menos algunas células Ph+. Los estudios en ratones demostraron un efecto in vivo de STI571 contra las células BCR/ABL+. Sin embargo, fue necesaria una exposición continua a STI571 para erradicar los tumores generados por 32DBCR/ABL (le Coutre et al., 1999). Antes de las pruebas clínicas, STI571 demostró tener un perfil de toxicidad animal aceptable (Druker y Lydon, 2000).
En junio de 1998 se inició un ensayo clínico de fase I con STI571 (Druker et al., 2001b). Este ensayo fue un estudio de escalada de dosis, diseñado para establecer la dosis máxima tolerada en 54 pacientes en fase crónica de LMC que habían fracasado en el tratamiento con IFN-α. Los resultados se resumen en la Tabla 1. Los efectos secundarios han sido mínimos, sin toxicidad limitante de la dosis.
Los estudios de fase I se ampliaron a pacientes con LMC en crisis blástica mieloide y linfoide y a pacientes con LLA Ph-positiva en recaída o refractaria. Los pacientes han sido tratados con dosis diarias de 300-1000 mg de STI571. Los resultados se resumen en la Tabla 2. STI571 tiene una notable actividad como agente único en la crisis blástica de la LMC y en la LLA Ph-positiva, pero las respuestas tienden a no ser duraderas (Druker et al, 2001a).
La fase I fue seguida por un gran estudio internacional de fase II entre diciembre de 1999 y mayo de 2000, para evaluar la seguridad y eficacia de STI571 en pacientes con LMC refractaria al interferón e intolerante al interferón, así como en pacientes con LMC en fase acelerada, LMC en crisis blástica mieloide y pacientes con LLA Ph-positiva (Kantarjian et al., 2002; Sawyers et al., 2000; Talpaz et al., 2002). En este estudio se inscribieron más de 1000 pacientes en 27 centros de seis países durante un período de 6 a 9 meses. Los resultados se resumen en la Tabla 3. El estudio confirmó los resultados observados en la fase I y sirvió de base para la aprobación acelerada de STI572 por parte de la Food and Drug Administration (FDA).
Desde entonces, un estudio aleatorizado de fase III que compara STI571 con interferón y citarabina en pacientes recién diagnosticados acumuló más de 1.000 pacientes en un periodo de seis meses, y la recogida de datos está en curso.
Clinicamente, la mayoría de los pacientes que recaen después de una respuesta inicial a STI571 tienen reactivación de la quinasa BCR/ABL (Gorre et al., 2001). Los estudios in vitro en líneas celulares murinas y humanas BCR/ABL positivas resistentes a STI571 han demostrado que un mecanismo frecuente de resistencia a STI571 es la amplificación y sobreexpresión del gen BCR/ABL (le Coutre et al., 2000; Mahon et al., 2000). La sobreexpresión de la glicoproteína Pgp, el producto del gen de la resistencia a múltiples fármacos (MDR), también puede contribuir al fenotipo resistente. Aproximadamente, un tercio de los pacientes que recaen tras una respuesta inicial tienen amplificación de BCR/ABL (Gorre et al., 2001). Curiosamente, la mitad de estos pacientes han desarrollado mutaciones puntuales en el dominio de la quinasa ABL que dan lugar a una menor sensibilidad al STI571 (Barthe et al., 2001; Gorre et al., 2001; Hochhaus et al., 2001). Al menos una de las mutaciones puntuales está en un sitio que se predice que es un sitio de contacto entre la quinasa ABL y STI571 (Gorre et al., 2001). Varias mutaciones puntuales están en residuos adyacentes a los puntos de contacto, mientras que otras están en el bucle de activación de la quinasa (Barthe et al., 2001; Gorre et al., 2001; Hochhaus et al., 2001). Sin embargo, la mutación o amplificación de BCR/ABL no se ha observado comúnmente en pacientes con resistencia de novo a STI571 y se están realizando estudios para identificar el mecanismo de la resistencia primaria en estos pacientes.
La inhibición de la actividad de la quinasa del receptor ABL, PDGF y c-kit por parte de STI571 puede interferir potencialmente con la función celular normal. Sin embargo, el grado insignificante de efectos secundarios observado en los ensayos clínicos con STI571 sugiere que las vías alternativas pueden compensar la supresión de las quinasas normales de ABL, PDGF y c-kit.
Inhibidores de otras proteínas de transducción de señales
Inhibidores de la farnesil transferasa (FTI)
Esta estrategia se basa en la noción de que la activación de RAS desempeña un papel central en la transformación leucemógena por BCR/ABL (Cortez et al, 1996; Goga et al., 1995; Mandanas et al., 1993; Pendergast et al., 1993; Puil et al., 1994; Sánchez-García y Martín-Zanca, 1997; Sawyers et al., 1995; Senechal et al., 1996). La inhibición de la señalización de RAS mediante la expresión de RAS dominante-negativo, el bloqueo de la función de la proteína adaptadora Grb2 o la incubación con oligonucleótidos antisentido de p21Ras, previene la transformación de BCR/ABL en varios modelos de líneas celulares (Gishizky et al., 1995; Sawyers et al., 1995; Sakai et al., 1994; Skorski et al., 1994a). La función de Ras depende de una localización subcelular adecuada en la membrana plasmática mediante la adición de un grupo farnesilo de 15 carbonos a Ras, una reacción catalizada por la enzima farnesil proteína transferasa (FPT) (Gutiérrez et al., 1989; Hancock et al., 1989; Long et al., 2001; Reiss et al., 1990; Stokoe et al., 1994). Los inhibidores de la farnesil proteína transferasa (FTI) son una clase de fármacos diseñados para bloquear específicamente la señalización oncogénica de Ras y la transformación celular dependiente de Ras (Gibbs et al., 1994). Los FTI interrumpen la prenilación de Ras y, sin una localización subcelular adecuada, Ras deja de ser oncogénico (Kato et al., 1992). Varios estudios han demostrado la potente actividad antitumoral del FTI in vitro contra células cancerosas murinas y humanas transformadas en Ras e in vivo contra la formación de tumores específicos de Ras en modelos murinos transgénicos y de xenoinjerto (End, 1999; Gibbs et al., 1997; Kohl et al., 1993, 1994; Nagasu et al., 1995; Rowinsky et al., 1999). Sin embargo, se ha informado de que el FTI también inhibe el crecimiento de las células transformadas que carecen de Ras mutante, lo que sugiere que también están implicados otros mecanismos (Liu et al., 1998; Sepp-Lorenzino et al., 1995). Por ejemplo, en presencia de dosis inhibitorias de FTI, algunos sustratos proteicos se prenilan alternativamente por la geranil-geranil proteína transferasa. La forma alternativamente prenilada de RhoB ejerce efectos antiproliferativos en las células transformadas (Lebowitz et al., 1997; Lebowitz y Prendergast, 1998). Esta última puede ser la responsable del efecto observado por el FTI sobre la proliferación celular. Estudios preliminares alentadores documentaron que el FTI inhibe la proliferación in vitro de las células de la LLA y de la leucemia mieloide crónica juvenil (JCML) (Emanuel et al., 2000). Se llevó a cabo un ensayo de fase I de escalada de dosis con el FTI R115777 en 35 adultos con leucemias agudas refractarias y recidivantes (Karp et al., 2001). Se produjeron respuestas clínicas en el 29% de los 34 pacientes evaluables, incluidas dos remisiones completas. Los resultados de este ensayo proporcionan la primera evidencia de una inhibición exitosa del FT en células neoplásicas in vivo y sugieren que el FTI puede ser una modalidad antileucémica prometedora.
Además, SCH66336, un FTI oral, inhibe potentemente la formación de colonias en agar blando, ralentiza la proliferación y sensibiliza las líneas celulares BCR/ABL+ a los estímulos apoptóticos (Peters et al., 2001). Cuando se administró a ratones con leucemia inducida por BCR/ABL, el SCH66336 aumentó la supervivencia de 4 semanas (sin terapia) a más de un año. Sin embargo, cuando se retiró el SCH66336 los animales desarrollaron leucemia. También se demostró la capacidad del SCH66336 para inhibir la formación de colonias de células primarias de LMC (Peters et al., 2001). Estos resultados muestran que los compuestos FTI son muy eficaces como agentes únicos contra las células hematopoyéticas transformadas por BCR/ABL, lo que identifica a los FTI como un posible tratamiento clínico para la leucemia inducida por BCR/ABL. Otro estudio informó de la eficacia del SCH66336 en el tratamiento de la leucemia linfoblástica aguda BCR/ABL-positiva en ratones transgénicos P190 (Reichert et al., 2001). Otros estudios preclínicos en animales determinarán las ventajas de utilizar FTI en combinación con otros tratamientos, como los inhibidores de la tirosina quinasa, para tratar la leucemia inducida por BCR/ABL.
Inhibidores del proteasoma
El proteasoma es una proteasa multicatalítica presente en todas las células eucariotas y constituye el componente principal de la vía de degradación de proteínas de la célula. Al degradar proteínas reguladoras (An et al., 2000; Dietrich et al., 1996; Pagano et al., 1995; Wu et al., 2000), el proteasoma es clave para la activación o represión de muchos procesos celulares, incluyendo la progresión del ciclo celular y la apoptosis (Adams et al., 1999; Imajoh-Ohmi et al., 1995). Los estudios in vitro y de xenoinjertos en ratones han demostrado la actividad antitumoral de los inhibidores del proteasoma en diversos tipos de tumores, como los de páncreas, próstata y colon, el mieloma y la leucemia linfocítica crónica (Adams, 2002; Hideshima y otros, 2001; Shah y otros, 2001). Varios estudios han investigado la hipótesis de que el proteasoma puede desempeñar un papel en la regulación de la función BCR/ABL. Se investigaron los efectos de los inhibidores del proteasoma, como los aldehídos tripéptidos, la lactacistina y el PSI, en diferentes líneas celulares leucémicas humanas. La inhibición del proteasoma provoca un aumento de la muerte apoptótica y una potenciación del efecto de los fármacos citotóxicos en varias líneas celulares mieloides (Dou et al., 1999; Drexler, 1997; Shinohara et al., 1996; Soligo et al., 2001). Este proceso implica la activación de las caspasas, la perturbación de la expresión de las proteínas de la familia Bcl-2 y la disminución de la expresión de p210BCR/ABL. Curiosamente, los inhibidores del proteasoma disminuyen primero los niveles de la actividad tirosina quinasa de p210BCR/ABL y, posteriormente, activan el programa de muerte apoptótica en las células K562 (Soligo et al., 2001). Estos resultados sugieren que la inactivación de la función BCR/ABL por los inhibidores del proteasoma es esencial para la inducción de la apoptosis en las líneas celulares leucémicas. En las células primarias, la sensibilidad al PSI es tres veces mayor en los progenitores CD34+ de la LMC que en los progenitores normales. La observación de que las células transformadas son más sensibles al bloqueo del proteasoma que las células normales, se informó en las células leucémicas en comparación con las células normales (Adams, 2002). Aunque el mecanismo exacto de esta susceptibilidad diferencial no se entiende del todo, la inhibición del proteasoma puede revertir algunos de los cambios que permiten la proliferación y suprimen la apoptosis en las células malignas. El inhibidor del proteasoma PS-341 fue el primer inhibidor del proteasoma en entrar en ensayos en humanos. Se han completado o están en curso seis ensayos clínicos de fase I del PS-341 en neoplasias hematológicas o tumores sólidos (Papandreou et al., 2001; Stinchcombe et al, 2000), y la seguridad y eficacia del tratamiento con PS-341 para el mieloma múltiple refractario y la LLC se están probando en dos ensayos de fase II en curso.
Inmunomodulación
Sólo se tratará brevemente este tema y remitimos a los lectores a las excelentes revisiones que se han publicado recientemente (Apperley et al, 1998; Campbell et al., 2001; Clark y Christmas, 2001; Claxton et al., 2001; Dazzi et al., 1999; Goodman et al., 1998; Pinilla-Ibarz et al., 2000b).
La infusión de linfocitos de un donante en pacientes con LMC que han recaído tras un trasplante alogénico de células madre (TCP) aumenta significativamente la tasa de remisión a largo plazo (Kolb et al., 1995). Aunque el mecanismo no se entiende completamente, esto demuestra que las células inmunorreguladoras pueden eliminar específicamente los progenitores y las células madre leucémicas. La EICH asociada a esta terapia constituye la principal limitación de la misma. Sin embargo, la depleción selectiva de los linfocitos T CD8+ del donante o la transducción de los linfocitos T del donante con el gen de la timidina quinasa del herpes simple pueden permitir a los clínicos controlar la EICH (Ackerman y otros, 1978; Barrett y otros, 1998; Giralt y otros, 1995; Nimer y otros, 1994; Tiberghien y otros, 1994). El cocultivo de linfocitos del donante con células leucémicas del huésped o con células dendríticas leucémicas presentadoras de antígeno procedentes de pacientes con LMC puede realizarse para generar y expandir CTLs específicamente reactivos contra los progenitores de la LMC (Choudhury et al., 1997; Faber et al., 1995; Falkenburg et al., 1993; Jiang y Barrett, 1995; Molldrem et al., 1997; Warren et al., 1998) ex vivo. El desarrollo de vacunas contra la LMC es otro enfoque valioso. En esta terapia, los péptidos específicos de BCR/ABL se expresan en moléculas MHC para generar una respuesta CTL específica de la leucemia. Varios estudios han demostrado el desarrollo de una respuesta inmunitaria específica. Está por ver si tales vacunas serán suficientes para tratar eficazmente la LMC (Bocchia et al., 1995, 1996; Bosch et al., 1996; Pinilla-Ibarz et al., 2000a; ten Bosch et al, 1999).
La administración de dosis bajas o intermedias de IL2 tras el TCP alogénico o la expansión ex vivo de células NK autólogas con IL2 antes de la reinfusión aumenta el número y activa las células NK en los pacientes con LMC y puede ser útil para eliminar el residuo mínimo de la enfermedad (Robinson et al., 1996; Soiffer et al., 1994; Vey et al., 1999).