Т-клеточный острый лимфобластный лейкоз: путь к таргетной терапии

Т-клеточный острый лимфобластный лейкоз: путь к таргетной терапии

Острый лимфобластный лейкоз Т-клеток (Т-ОЛЛ) - это агрессивное гематологическое заболевание, характеризующееся аберрантной пролиферацией незрелых тимоцитов. Несмотря на общую выживаемость 80% в педиатрических условиях, 20% пациентов с T-ALL в конечном итоге умирают от рецидивов или рефрактерных заболеваний. Следовательно, существует острая потребность в новых методах лечения. Молекулярно-генетический анализ и исследования секвенирования привели к идентификации повторяющихся генетических факторов T-ALL. В этом обзоре суммируются основные генетические факторы и целевые поражения T-ALL и дается всесторонний обзор новых методов лечения пациентов с T-ALL, которые в настоящее время проходят клинические исследования или которые появляются в результате доклинических исследований.

Значение: T-ALL управляется онкогенными факторами транскрипции, которые действуют вместе со вторичными приобретенными мутациями. Эти поражения вместе с активными сигнальными путями могут быть нацелены на терапевтические агенты. Объединение исследований и клинической практики может ускорить тестирование новых методов лечения в клинических испытаниях, предлагая возможность пациентам с неблагоприятным исходом.

Вступление

Острый лимфобластный лейкоз Т-клеток (Т-ОЛЛ) возникает в результате накопления генетических повреждений во время развития Т-клеток в тимусе, что приводит к остановке дифференцировки и аберрантной пролиферации незрелых предшественников. T-ОЛЛ составляет от 10% до 15% случаев ОЛЛ у детей и до 25% случаев ОЛЛ у взрослых , при этом общая выживаемость (ОВ) в педиатрических условиях составляет 80%, что было достигнуто с помощью стратификации, основанной на оценке риска. к протоколам интенсивной мультиагентной комбинированной химиотерапии . Показатели общей выживаемости для взрослых пациентов с T-ALL ниже 50% из-за более высокой токсичности, связанной с лечением. Пациенты распределяются в группу стандартного, среднего или высокого риска на основании исходного ответа на стероиды и минимальной остаточной болезни (МОБ) после первых двух курсов химиотерапии. Терапевтическая схема, основанная на оценке риска, включает стероиды, дестабилизирующие микротрубочки агенты (винкристин), алкилирующие агенты (циклофосфамид), антрациклины (доксорубицин или даунорубицин), антиметаболиты (метотрексат, метотрексат), аналоги нуклеозидов (6-меркаптопурин) или тиациклинов. , и гидролизующие ферменты ( l-аспарагиназа), а в некоторых случаях следует трансплантация стволовых клеток. Некоторые из этих традиционных химиотерапевтических средств обладают специфическим действием по лимфоидной линии при ОЛЛ. Фактически, лимфобласты обладают низкой активностью аспарагинсинтетазы, и, таким образом, они очень чувствительны к экзогенному истощению аспарагина l- аспарагиназой. Более того, ОЛЛ бласты восприимчивы к лечению метотрексатом из-за более высокого накопления метаболитов метотрексата-полиглутамата, что увеличивает внутриклеточную задержку метотрексата и его антилейкемический эффект в этих клетках . Интенсификация терапевтического режима с учетом рисков значительно повысила выживаемость педиатрических  и молодых взрослых пациентов, получающих лечение по педиатрическим протоколам  Тем не менее, по-прежнему 1 из 5 педиатрических пациентов с T-ALL умирает в течение 5 лет после первого диагноза от рецидива заболевания и устойчивости к терапии (рефрактерное заболевание) или от связанной с лечением смертности, включая токсичность и инфекции. Поэтому дальнейшее усиление протокола лечения не представляется возможным для пациентов из группы высокого риска, и существует острая необходимость во внедрении таргетных методов лечения. Кроме того, молекулярные биомаркеры, в дополнение к обнаружению MRD, могут улучшить предварительную идентификацию пациентов с высоким риском и, следовательно, направить лечение этих пациентов с помощью усиленного химиотерапевтического режима или, когда это возможно, таргетных агентов. К сожалению, такие генетические биомаркеры еще не включены в стратификацию риска впервые диагностированных пациентов с T-ALL.

Клинические испытания таргетных агентов в области онкологии резко увеличились за последние годы. Тем не менее, возможности целевого лечения пациентов с T-ALL остаются ограниченными. Фактически, в отличие от других лейкозов, таких как хронический миелоидный лейкоз (ХМЛ) и филадельфийский ОЛЛ, которые являются злокачественными новообразованиями, управляемыми киназой, исходные события в T-ALL вызывают эктопическую экспрессию факторов транскрипции (аберрации типа A), которые управляют лейкемогенезом. Однако дополнительные генетические поражения, необходимые для полной трансформации в злокачественные новообразования (так называемые мутации типа B), потенциально служат в качестве уязвимых мест, поддающихся лекарству. Следовательно,7 ). Потенциальные ограничения для использования целевых препаратов при педиатрическом T-ALL включают клональную гетерогенность заболевания, приводящую только к частичному устранению лейкозных клеток после терапии. Следовательно, устойчивые клоны могут быть отобраны и выжить при селективном давлении лечения. Подобные механизмы устойчивости уже были продемонстрированы для обычных химиотерапевтических средств, таких как отобранные глюкокортикоидами мутации NR3C1 и отобранные с помощью 6-меркаптопурина мутации NT5C2 при химиорезистентном рецидивирующем ОЛЛ. Уже в 2017 году Консорциум по инновационной терапии для детей с раком (ITCC) рекомендовал изменить схему ранних педиатрических клинических испытаний, чтобы ускорить доступ интересных лекарств к рандомизированным исследованиям. ITCC предложила экстраполировать данные клинических испытаний на взрослых в качестве отправной точки для дизайна испытаний первого ребенка . Кроме того, ITCC предложила добавить гомогенные когорты для оценки фармакодинамических и фармакокинетических параметров тестируемых терапевтических агентов и для выявления ранних признаков противоопухолевой активности. Кроме того, стало очевидным, что молекулярное профилирование опухоли необходимо для изучения гетерогенности рака и понимания мутаций, вызванных терапией, и возникновения рецидивов  В дополнительной таблице S1 представлен обзор текущих клинических испытаний, посвященных изучению таргетных агентов для T-ALL. В следующих параграфах мы суммируем основные онкогенные факторы рецидивирующего Т-ОЛЛ и целевые генетические поражения и выделяем наиболее важные доклинические и клинические данные для внедрения перспективных препаратов в клинические испытания для пациентов с Т-ОЛЛ. В частности, мы обсуждаем агенты, которые нацелены на активированные пути специфических геномных повреждений при T-ALL, и препараты, уже одобренные для лечения рака, которые проходят клинические исследования для пациентов с T-ALL. Кроме того, мы кратко обсуждаем новые терапевтические возможности, для которых были получены многообещающие доклинические результаты на моделях T-ALL и которые следует принять во внимание в будущих исследованиях. Обсуждаемые здесь агенты включают модификаторы апоптоза; ингибиторы регуляторов транскрипции, передачи сигнала и клеточного цикла; и иммунотерапия.На рисунке 1 представлена ​​визуальная сводка соответствующих мишеней и терапевтических агентов, описанных в этом обзоре.

Рисунок 1.

Целенаправленная терапия для устранения уязвимостей T-ALL. Онкогенную передачу сигналов NOTCH1 можно ингибировать с помощью различных стратегий, таких как моноклональные антитела, блокирующие сам рецептор NOTCH1 (бронтиктузумаб), моноклональные антитела, блокирующие металлопротеазу ADAM10, которая высвобождает внеклеточный NOTCH1, ингибиторы гамма-секретазы (GSI), предотвращающие высвобождение внутриклеточного ICN1, и ингибиторы SERCA. которые блокируют созревание NOTCH1 и его локализацию на поверхности клетки. Поскольку случаи T-ALL с мутацией NOTCH1 могут иметь более высокую поверхностную экспрессию CXCR4, антагонисты CXCR4 (плериксафор и BL8040) также могут быть использованы для борьбы с T-ALL, управляемым NOTCH1. Подходы иммунотерапии для T-ALL включают моноклональные антитела против поверхностного CD38 (даратумумаб или изатуксимаб), а также CAR T-клетки, направленные против поверхностных CD1, CD5, CD7 и CD38. Повышенной экспрессии антиапоптотических белков BH3, таких как BCL2 и BCLXL, можно противодействовать с помощью миметиков BH3 (венетоклакс, навитоклакс и AZD-5991). Онкогенная передача сигналов гибридных белков ABL1, а также аберрантная активность киназ семейства Src могут подавляться ингибиторами тирозинкиназы иматинибом и дазатинибом. С аберрантным сигнальным каскадом IL7R можно бороться с помощью нескольких целевых агентов, включая ингибиторы JAK (руксолитиниб), ингибиторы PIM1 (AZD-1208), ингибиторы PI3K (бупарлисиб), ингибиторы AKT (MK-2206), ингибиторы mTOR (сиролимус, эверолимус или темсиролимус. ) и ингибиторы MEK (селуметиниб или траметиниб). APR-246 может связывать мутантный p53 и восстанавливать его опухолевую супрессорную функцию дикого типа, тогда как ингибиторы MDM2 (идасанутлин и NVP-HDM201) могут предотвращать убиквитинирование р53 дикого типа и последующую деградацию через протеасомы. В качестве альтернативы, деградацию белков-супрессоров опухолей можно предотвратить с помощью ингибиторов протеасом (бортезомиб). Повышенная активность регуляторов клеточного цикла CDK4 / 6 может блокироваться ингибиторами CDK (рибоциклибом или палбоциклибом), тогда как аберрантная транскрипция, индуцированная BRD4, может быть нацелена на ингибиторы BET (OTX015). Ядерный перенос онкогенной мРНК и белков может быть направлен через ингибиторы XPO1 (селинексор). тогда как аберрантная транскрипция, индуцированная BRD4, может быть нацелена на ингибиторы BET (OTX015). Ядерный перенос онкогенной мРНК и белков может быть направлен через ингибиторы XPO1 (селинексор). тогда как аберрантная транскрипция, индуцированная BRD4, может быть нацелена на ингибиторы BET (OTX015). Ядерный перенос онкогенной мРНК и белков может быть направлен через ингибиторы XPO1 (селинексор).

Онкогенные факторы и подтипы T-ALL

Исторически три основных стадии дифференцировки Т-ОЛЛ были идентифицированы на основе экспрессии маркеров кластера дифференцировки (КД) на поверхности клетки и обозначены как ранние / прекортикальные, корковые и зрелые по аналогии со стадиями развития тимоцитов . . Благодаря быстрому развитию (цито) генетических технологий и секвенированию следующего поколения за последние два десятилетия стало возможным идентифицировать генетические факторы, которые в случае T-ALL представляют собой факторы транскрипции, которые эктопически активируются из-за хромосомных перестроек или делеций. Первоначально использовали профилирование экспрессии генов, которое было заменено идентификацией повторяющихся геномных аномалий с помощью секвенирования генома, пациентов с T-ALL можно разделить на четыре основных подтипа с характерными онкогенными аберрациями, а именно: ранний предшественник тимоцитов (ETP) / незрелый-ALL, TLX, TLX1 / NKX2.1 (первоначально обозначенный как пролиферативная подгруппа) и TAL / LMO. . показаны основные характеристики каждого подтипа. Группа ETP-ALL включает наиболее незрелые случаи T-ALL (примерно 10% от общего числа случаев T-ALL), которые имеют профиль экспрессии генов, аналогичный гемопоэтическим стволовым клеткам и миелоидным предшественникам, с высокой экспрессией генов самообновления, включая LMO2, LYL1 и HHEX и антиапоптотический BCL2. Механизмы высокой экспрессии BCL2 в ETP-ALL все еще плохо изучены - экспрессия этого антиапоптотического белка может отражать подобную стволовым клеткам особенность незрелых клеток, или это может быть связано с активацией STAT5 ниже по течению рекуррентных мутаций сигнального пути IL7 в пределах этого подгруппа. Случаи ETP-ALL демонстрируют повышенную экспрессию фактора транскрипции MEF2C или генетические аберрации связанных с MEF2C регуляторов транскрипции, таких как SPI1, RUNX1, ETV6-NCOA2 и NKX2.5. Интересно, что бласты ETP-ALL имеют более высокую мутационную нагрузку по сравнению с бластами других подтипов T-ALL. В частности, хотя NOTCH1-активирующие мутации и мутации, инактивирующие CDKN2A / 2B регуляторов клеточного цикла , относительно редки при ETP-ALL, повторяющиеся активирующие аберрации связаны с генами, кодирующими киназу, такими как FLT3, NRAS, IL7R, JAK1 и JAK3. Кроме того, повторяющиеся делеции 5q приводят к удалению локуса NR3C1 , кодирующего рецептор глюкокортикоидов . Интересно, что недавние данные продемонстрировали, что снижение экспрессии GCR может вызывать резистентность к стероидам при T-ALL. В некоторых случаях ETP-ALL присутствуют геномные аберрации, которые активируют гены HOXA.локус. Такие активирующие события коррелируют с химиорезистентностью и неблагоприятным исходом у взрослых ETP-ALL .

Фигура 2.

Стадии развития тимоцитов и подтипы T-ALL. Подтип ETP-ALL управляется аберрантной экспрессией генов MEF2C или HOXA , имеет частые мутации в сигнальном каскаде IL7 и демонстрирует более высокую экспрессию белка BCL2. Подобно гематопоэтическим предшественникам, бласты ETP-ALL экспрессируют маркеры стволовых клеток, такие как CD34. Подгруппа TLX, управляемая событиями, активирующими TLX3 или HOXA , часто представляет мутации NOTCH1 и, в некоторых случаях, экспрессию γ / δ Т-клеточного рецептора (TCR) по аналогии с прекортикальными γ / δ Т-клетками. предшественники (стадия DN2). Подгруппа TLX1 / NKX2.1 управляется либо NKX2.1, либо TLX1.аберрации. Случаи с перестройкой TLX могут представлять онкогенное слияние NUP214-ABL1 . Подгруппа TAL / LMO, обусловленная экспрессией онкогенов TAL1 и LMO2 , включает наиболее зрелые случаи T-ALL. Что касается предшественников поздних кортикальных (SP) Т-клеток, бласты TAL / LMO экспрессируют маркеры поверхности зрелых Т-клеток, такие как CD4, CD8, CD3 и α / β TCR, и часто представляют мутации PTEN .

В группу TLX входят незрелые пациенты, у которых либо отсутствует функциональный Т-клеточный рецептор (TCR), либо присутствует γ / δ TCR, что соответствует раннему развитию или развитию γ / δ T-клеточного клона (стадия DN2). Недавнее исследование предполагает, что пациенты с γ / δ T-ALL имеют более высокие уровни MRD после индукционной химиотерапии по сравнению с другими случаями T-ALL . Общие генетические поражения в группе TLX включают перестройки транскрипционного фактора TLX3 , в основном как следствие повторяющихся транслокаций TLX3 – BCL11B . Эти аберрации приводят к гаплонедостаточности опухолевого супрессора BCL11B , который является критическим регулятором приверженности клонов α / β во время дифференцировки. Кроме того, TLX3 -rearranged Т-Alls часто имеет Notch1 -activating мутации и аберрации в эпигенетических регуляторах , такие как PHF6 и CTCF . Подобно различным случаям ETP-ALL, некоторые пациенты с TLX имеют альтернативные HOXA- управляющие события вместо TLX3-активирующих поражений .

Общими чертами группы TLX1 / NKX2.1 T-ALL являются геномные перестройки, включающие TLX1 или NKX2.1 , экспрессию CD1 и остановку дифференцировки на кортикальной (DN3-DP) стадии развития Т-клеток. В этих случаях наблюдается более высокая экспрессия генов, участвующих в регуляции и прогрессии клеточного цикла, дупликации ДНК и сборке веретена . Случаи T-ALL с аберрациями TLX1 или NKX2.1 были связаны с отличными результатами лечения (см. Ссылку 7).

Подгруппа TAL / LMO T-ALL включает почти половину всех педиатрических пациентов с T-ALL и характеризуется эктопической экспрессией TAL1 (либо посредством транслокации, либо путем делеции SIL-TAL1 ) , TAL2, LYL1, LMO1, LMO2 или LMO3. (управляемый перестановками TCRB или TCRAD ; . Иммунофенотипы пациентов с TAL / LMO в основном напоминают поздние корковые (CD4 + одиночные положительные или CD8 + одиночные положительные) стадии развития Т-клеток. Мутации PTEN наиболее распространены в этой подгруппе и связаны с плохим исходом  Кроме того, ПИК3Р1- или PIK3CG -активирующие поражения часто встречаются в этом кластере . Более того, случаи , когда TAL1- реорганизованный, часто имеют мутации в убиквитин-специфической протеазе USP7, которая регулирует стабильность MDM2 и TP53.

Современные и новые возможности адресной терапии

В следующих параграфах мы обсудим различные классы лекарств и биологических агентов, которые обеспечивают новые стратегии для целевого лечения. Они классифицируются как модификаторы апоптоза; ингибиторы регуляции транскрипции, передачи сигнала и клеточного цикла; и иммунотерапия.

Модификаторы апоптоза

BH3 Миметики

Ободренные значительными реакциями ингибитора BCL2 venetoclax (ABT-199) при хроническом лимфолейкозе , миметики BH3 вызвали большой интерес для лечения различных гематологических злокачественных новообразований. Чувствительность к миметикам BH3 можно определить с помощью профилирования BH3, метода функционального скрининга, который определяет состояние «прайминга смерти» в клетках путем измерения зависимости конкретного члена семейства BCL2 (например, BCL2, BCLXL и / или MCL1). Профилирование BH3 клеточных линий T-ALL и бластов пациентов выявило зависимость от BCL2 в ETP-ALL и BCLXL в остальных подтипах T-ALL . Следовательно, незрелые / ETP-ALL клетки наиболее чувствительны к venetoclax, тогда как другие подтипы T-ALL более чувствительны к лечению navitoclax (ABT-263) соответственно. Ингибитор BCL2 / BCLW / BCLXL навитоклакс вызывает значительную гибель клеток как в моделях T-ALL, так и в моделях ксенотрансплантата (PDX), полученного от пациента-предшественника B-клеток (BCP) -ALL (, но он может вызывать тяжелую тромбоцитопению in vivo . Первые сообщения о педиатрических и взрослых пациентах с рецидивом / рефрактерным T-ALL, получавших только венетоклакс или в сочетании с навитоклаксом, показали многообещающие результаты  Однако сообщалось о различных механизмах устойчивости к лечению венетоклаксом при нескольких гематологических злокачественных новообразованиях, включая T-ALL, например приобретенный BCL2.мутации, изменение приспособленности митохондрий или активация MCL1 . Комбинированное лечение венетоклаксом с другими миметиками BH3 или ингибиторами PI3K / AKT / mTOR значительно увеличивает клеточную токсичность и преодолевает резистентность, индуцированную венетоклаксом . Ингибитор MCL1 S63845 также вызывает эффективную гибель клеток в различных клеточных линиях T-ALL в качестве единственного лечения , поэтому он служит интересной альтернативой venetoclax, особенно учитывая ограниченную зависимость от BCL2 у большинства пациентов с T-ALL . Измерение зависимостей семейства BCL2 может обеспечить управляемое применение различных миметиков BH3 для индивидуальной медицины. Кроме того, митохондриальное праймирование для апоптоза коррелирует с клиническими ответами при ОЛЛ и предсказывает химиочувствительность, что дает возможность использовать профилирование BH3 в качестве функционального скрининга при детской лейкемии .