4.1. Inhibitory PI3K
Inhibitory PI3K lze rozdělit na inhibitory specifické pro izoformu nebo inhibitory pan-PI3K. inhibitory pan-PI3K cílí na všechny PI3K třídy IA v nádorových buňkách, zatímco inhibitory specifické pro izoformu byly vyvinuty za účelem snížení toxicity a mohly by být zvláště účinné například u rakoviny s mutacemi PIK3CA.
Mezi inhibitory PI3K první generace patří wortmannin, metabolit hub izolovaný z Penicillium wortimanninth, který ireverzibilně inhibuje p110 kovalentní reakcí s katalytickým místem , a LY294002, syntetický, kompetitivní a reverzibilní inhibitor vazebného místa ATP PI3K . Obě látky dosahují významných antiproliferačních a proapoptotických účinků v preklinických studiích in vitroa in vivostudiích. Nepříznivé farmakokinetické vlastnosti, nerozpustnost ve vodě, vysoká míra toxicity a nedostatečná selektivita pro onkogenní izoformy PI3K třídy I však omezují jejich použití v klinických studiích . Přestože tato limitující vlastnost pro jejich klinické použití, sloužily wortmannin a LY294002 jako důležitý výzkumný nástroj pro objasnění různých signálních transdukčních procesů zahrnujících dráhu PI3K a daly vzniknout nové generaci inhibitorů PI3K (tabulka 2).
V současné době jsou vyvíjeny konjugáty wortmanninu rozpustné ve vodě, které mají tento problém překonat. PX-866 je semisyntetický analog wortmanninu se silnou, ireverzibilní, pan-třídou I PI3K inhibiční vlastností vůči enzymům p110-α, p110-δ a p110-γ v biochemických testech . V preklinických studiích vykazovala sloučenina samostatně nebo v kombinaci s chemoterapií (cisplatina), radioterapií a cílenými protinádorovými léčivy (gefitinib) in vivo protinádorovou aktivitu proti četným myším xenograftovým modelům lidských nádorů . Studie fáze I u osmdesáti čtyř pacientů s pokročilými solidními nádory navíc ukázala, že PX-866 je dobře snášen. Nejčastějšími nežádoucími účinky souvisejícími s lékem ve studii byly gastrointestinální poruchy, z nichž nejčastější byl průjem . PX-866 je v současné době testován v kombinované studii fáze I/II s cetuximabem (NCT01252628) u spinocelulárního karcinomu hlavy a krku (SCCHN) a u metastatického kolorektálního karcinomu. Dále probíhají další dvě studie fáze I/II s PX866: s docetaxelem (NCT01204099) u nemalobuněčného karcinomu plic a SCCHN a v kombinaci s vemurafenibem u pacientů s pokročilým melanomem (NCT01616199).
Buparlisib (NVP-BKM120) je perorální vysoce specifický inhibitor PI3K pan-třídy I s inhibičními vlastnostmi vůči enzymům p110-α, p110-β, p110-δ a p110-γ . Sloučenina je rovněž aktivní proti aktivačním somatickým mutacím p110α, ale významně neinhibuje příbuzné kinázy PI3K třídy III a IV. V preklinických studiích rakoviny buparlisib prokázal antiproliferační a proapoptotickou aktivitu proti panelu 353 buněčných linií, které vykazují různé genetické abnormality podporující aktivaci dráhy PI3K . In vivostudie také ukázaly, že buparlisib účinně inhibuje růst lidských xenografických modelů a chová se synergicky v kombinaci s cytotoxickými látkami, jako je temozolomid, alkylační látka, a docetaxel, antimitotický lék, nebo s cílenými látkami, jako jsou inhibitory HER2 a mitogenem aktivované proteinkinázy (MEK) .
Studie fáze I s eskalací dávky u třiceti pěti pacientů se solidními nádory v pokročilém stadiu ukázala, že buparlisib je bezpečný a dobře snášený lék s příznivými farmakokinetickými vlastnostmi. Hlavní nežádoucí účinky související s léčbou zahrnovaly vyrážku, hyperglykémii, průjem, anorexii, změnu nálady, nevolnost, únavu, pruritus a mukozitidu . Důležité je, že hyperglykémie byla častější při vyšších dávkách a představuje třídní účinek inhibice signalizace PI3K, běžně pozorovaný u jiných inhibitorů dráhy PI3K/AKT/mTOR . Později byla provedena studie fáze I se zvýšením dávky a rozšířením buparlisibu u osmdesáti tří pacientů s pokročilými solidními nádory, která prokázala, že buparlisib je dobře snášen až do dávky 100 mg/den a vykazuje předběžnou aktivitu u pacientů s pokročilými nádory . To následně vedlo k zahájení několika klinických studií u různých typů nádorů, jako je nemalobuněčný karcinom plic, karcinom prostaty, karcinom prsu, karcinom tlustého střeva a multiformní glioblastom (GBM).
BASALT-1, probíhající studie fáze II (NCT01297491), zkoumá účinnost buparlisibu v jedné dávce u pacientů s metastazujícím nemalobuněčným karcinomem plic s aktivovanou cestou PI3K. Dále probíhá hodnocení fáze Ib/II u pacientů s pokročilým nemalobuněčným karcinomem plic různého histotypu, kde se testuje buparlisib v kombinaci s dalšími cílenými látkami, jako je everolimus (NCT01470209), erlotinibem (NCT01487265), inhibitorem MEK (NCT01363232) nebo v kombinaci se standardními chemoterapeutiky, jako jsou docetaxel (NCT01911325), gemcitabin a cisplatina (NCT01971489) a karboplatina a paklitaxel (NCT01820325).
V současné době probíhá několik aktivních, nenabíhajících a nabíhajících klinických studií u všech biologických podskupin karcinomu prsu, včetně kombinací s endokrinní léčbou, anti-HER2 přípravky, inhibitory poly(ADP-ribózy) polymerázy (PARP) a chemoterapií s buparlisibem. Dvě rozsáhlé studie fáze III (BELLE-2 a BELLE-3) (NCT01610284, NCT01633060) zkoumají kombinaci buparlisibu a fulvestrantu u postmenopauzálních žen s hormonálními receptory pozitivním/HER2 negativním karcinomem prsu po selhání léčby samotným inhibitorem aromatázy, resp. inhibitorem aromatázy a inhibitorem mTOR. Další probíhající klinickou studií je BELLE-4, placebem kontrolovaná studie fáze II buparlisibu s paklitaxelem v první linii léčby HER2-negativního metastatického karcinomu prsu (NCT01572727). Buparlisib byl také hodnocen ve studii fáze II paklitaxel plus trastuzumab u HER2-overexprimujícího karcinomu prsu (NCT01816594).
Pilaralisib (XL147) je perorální inhibitor PI3K pan-třídy I (α, β, γ a δ) prostřednictvím reverzibilní kompetitivní inhibice s ATP pro enzymy p110-α, -δ, -γ a -β . In vitrotesty odhalily, že pilaralisib inhibuje tvorbu PIP3 v membráně a fosforylaci AKT a S6K-1 u více nádorových buněčných linií s různými genetickými změnami v dráze PI3K . Kromě toho na myších xenograftových modelech vede perorální podávání pilaralisibu k významné inhibici růstu nádorů a kombinace s chemoterapeutiky zlepšila růstově inhibiční účinek pozorovaný u jednotlivých látek . Na základě tohoto preklinického zdůvodnění byl pilaralisib hodnocen v klinických studiích fáze I/II.
Ve studii fáze I se stupňováním dávky u šedesáti devíti pacientů s pokročilými solidními nádory byl pilaralisib tolerován v dávkách spojených s inhibicí dráhy PI3K a mezi nejčastější nežádoucí účinky související s léčivem patřily dermatologická toxicita, průjem, nevolnost a snížená chuť k jídlu . Studie fáze I se stupňováním dávky pilaralisibu s erlotinibem u pacientů se solidními nádory však ukázala, že kombinace má omezenou protinádorovou aktivitu s mírnou inhibicí drah PI3K, MAPK a EGFR . Studie fáze I/II pilaralisibu v kombinaci s trastuzumabem nebo trastuzumabem plus paklitaxelem u trastuzumab-refrakterního HER2-pozitivního metastatického karcinomu prsu navíc souvisela s tím, že u pacientů léčených pilaralisibem plus trastuzumabem nebyla pozorována žádná odpověď, zatímco v rameni s paklitaxelem byla pozorována klinická aktivita . Další klinické hodnocení tohoto inhibitoru PI3K probíhá ve studiích fáze I/II (NCT01587040).
Pictilisib (GDC-0941) je dalším účinným, selektivním a perorálně biologicky dostupným inhibitorem pan-třídy I PI3K. V biochemických testech vykazuje piktilisib selektivitu vůči velkému panelu proteinových kináz a kináz rodiny PI3K, včetně mTOR a DNA-dependentní protein kinázy (DNA-PK) . Je zajímavé, že piktilisib vyvolává apoptózu u podskupiny lidských nádorových buněčných linií a účinně inhibuje růst nádorů v xenograftových modelech, včetně těch s mutacemi v PI3K, PTEN a K-Ras . Významná protinádorová aktivita in vivo byla pozorována také při perorálním podávání v kombinaci s jinými protinádorovými léčivy, například docetaxelem a inhibitorem MEK U0126 .
V první humánní studii fáze I pictilisibu u šedesáti pacientů s pokročilými solidními nádory byly nejčastěji hlášenými nežádoucími účinky souvisejícími s léčivem nevolnost, únava a vyrážka . Důležité je, že u jednoho pacienta s melanomem s mutací V600E BRAF a u dalšího pacienta s platina-refrakterním karcinomem vaječníků vykazujícím ztrátu PTEN a amplifikaci PIK3CA byla prokázána částečná odpověď . Pictilisib je v současné době hodnocen v několika klinických studiích fáze I/II, především u nemalobuněčného karcinomu plic a karcinomu prsu (NCT01918306, NCT01740336, NCT01493843 a NCT00974584).
Jednou ze strategií, jak klinicky dosáhnout významné inhibice dráhy s tolerovatelným profilem nežádoucích účinků, je použití izoformově specifických inhibitorů PI3K. Jak bylo uvedeno výše, každá izoforma má odlišnou úlohu v normálních fyziologických procesech a v nemoci (tabulka 1). Katalytická podjednotka PI3K p110α je převážně zodpovědná za zprostředkování signalizace růstových faktorů z receptorových tyrozinkináz a je častým genetickým faktorem (PIK3CAmutace) u několika nádorů . V nádorech, kde chybí PTEN, je však p110α pro aktivaci dráhy PI3K nepotřebný. Tyto buňky jsou tedy při aktivaci této dráhy do značné míry závislé na p110β . Předklinické testy ukázaly, že selektivní inhibitory p110β mají výrazně vyšší aktivitu u buněčných linií s nulovým PTEN než u těch s intaktním PTEN, ačkoli některé buněčné linie s intaktním PTEN byly citlivé a řada buněčných linií postrádajících PTEN byla rezistentní . GSK-2636771 je selektivní inhibitor PI3K p110β, který je v současné době ve fázi I studií u osob s pokročilými solidními nádory s deficitem PTEN (NCT01458067). PI3Kδ je navíc převážně exprimován v leukocytech a řídí imunitní reakce . Idelalisib (CAL-101), vysoce specifický inhibitor PI3Kδ, byl prvním izoformně specifickým inhibitorem PI3K schváleným pro léčbu rakoviny .
Alpelisib (NVP-BYL719) je perorální inhibitor, který selektivně cílí na PI3K p110α ekvipotentní proti divokému typu a nejčastějším somatickým mutacím p110α . NVP-BYL719 byl prvním selektivním inhibitorem PI3Kα, který po pozitivních preklinických studiích vstoupil do klinických studií. In vivostudie prokázaly na dávce závislou protinádorovou aktivitu přípravku NVP-BYL719 v xenograftových modelech nádorů s mutací PIK3CA nebo s amplifikací PIK3CA, jako je rakovina vaječníků, prsu a hlavy a krku . Předběžné výsledky studie fáze I provedené u pacientů s pokročilými solidními nádory nesoucími změny v genu PIK3CA ukázaly, že NVP-BYL719 má příznivý bezpečnostní profil se zvládnutelnou toxicitou, jako je hyperglykémie, nevolnost, průjem, snížená chuť k jídlu, zvracení a únava . K dnešnímu dni probíhá více než patnáct klinických studií s cílem vyhodnotit kombinaci přípravku NVP-BYL719 s několika látkami, jako jsou konvenční cytotoxické léky (paklitaxel, cisplatina a irinotekan) a cílové léky (cetuximab, olaparib, a trastuzumab) u podskupiny nádorů (NCT02051751, NCT01822613, NCT01602315, NCT01623349 a NCT02167854)
Taselisib (GDC-0032) je inhibitor PI3K s vyšší afinitou k mutovanému PI3Kα se sníženou inhibiční aktivitou vůči PI3Kβ . Předklinické studie ukazují, že taselisib má zvýšenou aktivitu proti mutovaným izoformám PI3Kα nádorových buněčných linií . V probíhající studii fáze I byl taselisib dobře snášen, přičemž toxicita limitující dávku byla hyperglykémie a únava . Tento profil selektivity a vynikající farmakokinetické vlastnosti umožnily menší počet klinických studií s GDC-0032. V současné době probíhá několik klinických studií hodnotících kombinaci taselisibu s endokrinní léčbou, trastuzumabem a konvenční chemoterapií u karcinomu prsu (NCT02285179, NCT02390427 a NCT01862081). Kromě toho v současné době probíhá studie fáze I taselisibu s inhibitorem CDK4/6, palbociklibem, u pokročilých solidních nádorů a karcinomu prsu (NCT02389842).
Idelalisib byl v roce 2014 schválen ve Spojených státech a Evropské unii pro léčbu tří indolentních B-buněčných nádorů: relabované chronické lymfocytární leukemie v kombinaci s rituximabem, relabovaného folikulárního B-buněčného nehodgkinského lymfomu a relabovaného malého lymfocytárního lymfomu (jako monoterapie) . V lymfoidních buněčných liniích a primárních vzorcích pacientů idelalisib ruší signalizaci PI3K/AKT/mTOR a podporuje apoptózu . První studie fáze I u zdravých dobrovolníků prokázala biologickou dostupnost a bezpečnost idelalisibu . V další studii fáze I u pacientů s relabovaným/refrakterním lymfomem z plášťových buněk byly zaznamenány nejčastější nežádoucí účinky, mezi které patří průjem, nevolnost, pyrexie, únava, vyrážka, infekce horních cest dýchacích, pneumonie a zvýšení alanin-transaminázy nebo aspartát-transaminázy . K dnešnímu dni probíhá přibližně dvacet pět klinických studií s idelalisibem. Studie fáze I/II zaměřené na hodnocení idelalisibu v kombinaci s lenalidomidem a rituximabem u pacientů s relabovaným nebo refrakterním lymfomem z plášťových buněk (NCT01838434). Kromě toho se idelalisib hodnotí v kombinaci s rituximabem u dospělých s dříve léčeným indolentním nehodgkinským lymfomem (NCT01732913).