4.1. Gli inibitori PI3K
Gli inibitori PI3K possono essere divisi in inibitori isoforma-specifici o inibitori pan-PI3K. Gli inibitori pan-PI3K hanno come obiettivo tutte le PI3K di classe IA nelle cellule tumorali, mentre gli inibitori isoforma-specifici sono stati sviluppati per diminuire la tossicità e potrebbero essere particolarmente efficaci nei tumori con mutazioni PIK3CA, per esempio.
La prima generazione di inibitori PI3K include la wortmannina, un metabolita fungino isolato dal Penicillium wortimanninth che inibisce irreversibilmente p110 reagendo covalentemente con il sito catalitico, e LY294002, un inibitore sintetico, competitivo e reversibile del sito di legame ATP di PI3K. Entrambi gli agenti raggiungono significativi effetti antiproliferativi e pro-apoptotici in studi preclinici in vitro e in vivo. Tuttavia, le proprietà farmacocinetiche sfavorevoli, l’insolubilità in acqua, gli alti livelli di tossicità e la mancanza di selettività per le isoforme oncogene di classe I PI3K ne limitano l’uso negli studi clinici. Anche se queste caratteristiche limitanti per il loro uso clinico, wortmannin e LY294002 sono serviti come importante strumento di ricerca per chiarire diversi processi di trasduzione del segnale che coinvolgono il percorso PI3K e ha generato una nuova generazione di inibitori PI3K (Tabella 2).
Oggi, wortmannin coniugati solubili in acqua sono stati sviluppati per superare questo problema. PX-866 è un analogo semisintetico della wortmannina con proprietà inibitorie potenti, irreversibili, pan-class I PI3K contro gli enzimi p110-α, p110-δ, e p110-γ in saggi biochimici. Negli studi preclinici, il composto da solo o in combinazione con la chemioterapia (cisplatino), la radioterapia e i farmaci mirati contro il cancro (gefitinib) ha mostrato un’attività in vivoantitumorale contro numerosi modelli xenografici di tumori umani. Inoltre, uno studio di fase I in ottantaquattro pazienti con tumori solidi avanzati ha dimostrato che PX-866 è ben tollerato. Gli eventi avversi più frequenti legati al farmaco in studio sono stati disturbi gastrointestinali, con la diarrea come il più comune. PX-866 è attualmente testato in uno studio combinato di fase I/II con cetuximab (NCT01252628) nel carcinoma a cellule squamose della testa e del collo (SCCHN) e nel carcinoma colorettale metastatico. Inoltre, sono in corso altri due studi di fase I/II con PX866: con docetaxel (NCT01204099) nel carcinoma polmonare non a piccole cellule e SCCHN e in combinazione con vemurafenib in pazienti con melanoma avanzato (NCT01616199).
Buparlisib (NVP-BKM120) è un inibitore orale altamente specifico della pan-classe I PI3K con proprietà inibitoria contro gli enzimi p110-α, p110-β, p110-δ e p110-γ . Il composto è anche attivo contro le mutazioni somatiche attivanti p110α ma non inibisce significativamente le chinasi PI3K di classe III e IV correlate. In studi preclinici sul cancro, buparlisib ha mostrato attività antiproliferativa e proapoptotica contro un pannello di 353 linee cellulari che mostrano diverse anomalie genetiche che promuovono l’attivazione del percorso PI3K. Gli studi in vivo hanno anche dimostrato che buparlisib inibisce potentemente la crescita di modelli di xenotrapianti umani e si comporta in modo sinergico se combinato con agenti citotossici come temozolomide, agente alchilante, e docetaxel, farmaco antimitotico, o con agenti mirati come HER2 e inibitori della protein chinasi attivata da mitogeno (MEK).
Uno studio di fase I di dose-escalation in trentacinque pazienti con tumori solidi in stadio avanzato ha dimostrato che buparlisib è un farmaco sicuro e ben tollerato con proprietà farmacocinetiche favorevoli. I principali eventi avversi correlati al trattamento hanno incluso rash, iperglicemia, diarrea, anoressia, alterazione dell’umore, nausea, affaticamento, prurito e mucosite. È importante notare che l’iperglicemia era più comune alle dosi più alte e rappresenta un effetto di classe dell’inibizione della segnalazione PI3K, comunemente osservato con altri inibitori della via PI3K/AKT/mTOR. Successivamente, è stato eseguito uno studio di fase I di escalation della dose e di espansione di buparlisib in ottantatré pazienti con tumori solidi avanzati, dimostrando che buparlisib era ben tollerato fino a 100 mg/giorno e ha mostrato un’attività preliminare in pazienti con tumori avanzati. Questo ha successivamente portato all’avvio di diversi studi clinici in diversi tipi di cancro, come il cancro al polmone non a piccole cellule, il cancro alla prostata, il cancro al seno, il cancro al colon e il glioblastoma multiforme (GBM).
BASALT-1, uno studio di fase II in corso (NCT01297491), sta studiando l’efficacia del buparlisib come singolo agente in pazienti con cancro al polmone non a piccole cellule metastatico con attivazione del pathway PI3K. Inoltre, la fase Ib/II è in corso di valutazione in pazienti con carcinoma polmonare avanzato non a piccole cellule di diverso istotipo, testando buparlisib in combinazione con altri agenti mirati come everolimus (NCT01470209), erlotinib (NCT01487265), MEK inibitore (NCT01363232), o in combinazione con farmaci chemioterapici standard, come docetaxel (NCT01911325), gemcitabina e cisplatino (NCT01971489) e carboplatino e paclitaxel (NCT01820325).
Al momento sono in corso diversi studi clinici attivi, non in fase di reclutamento e in fase di reclutamento in tutti i sottoinsiemi biologici del cancro al seno, comprese le combinazioni con la terapia endocrina, gli agenti anti-HER2, gli inibitori della polimerasi (PARP) poly (ADP-ribose) e la chemioterapia con buparlisib. Due grandi studi di fase III (BELLE-2 e BELLE-3) (NCT01610284, NCT01633060) stanno studiando la combinazione di buparlisib più fulvestrant in donne in postmenopausa con cancro al seno positivo per i recettori ormonali/ER2-negativo dopo il fallimento del trattamento con inibitore dell’aromatasi da solo o con inibitore dell’aromatasi più inibitore di mTOR, rispettivamente. Un altro studio clinico in corso è BELLE-4, uno studio di fase II controllato con placebo di buparlisib con paclitaxel nel trattamento di prima linea del cancro al seno metastatico HER2-negativo (NCT01572727). Buparlisib è stato anche valutato in uno studio di fase II di paclitaxel più trastuzumab nel cancro al seno HER2-overexpressing (NCT01816594).
Pilaralisib (XL147) è un inibitore orale di PI3K pan-class I (α, β, γ, e δ) attraverso un’inibizione reversibile e competitiva con ATP per gli enzimi p110-α, -δ, -γ, e -β . In vitrotest ha rivelato che pilaralisib inibisce la formazione di PIP3 nella membrana e la fosforilazione di AKT e S6K-1 in più linee cellulari tumorali con diverse alterazioni genetiche nel percorso PI3K. Inoltre, in modelli di xenotrapianto nel topo, la somministrazione orale di pilaralisib risulta in una significativa inibizione della crescita tumorale e la combinazione con agenti chemioterapici ha migliorato l’effetto inibitorio della crescita osservato con i singoli agenti. Sulla base di questo razionale preclinico, pilaralisib è stato valutato in studi clinici di fase I/II.
In uno studio di fase I di dose-escalation su sessantanove pazienti con tumori solidi avanzati, pilaralisib era tollerabile alle dosi associate all’inibizione del percorso PI3K, e gli eventi avversi più frequenti legati al farmaco includevano tossicità dermatologiche, diarrea, nausea e diminuzione dell’appetito. Tuttavia, uno studio di fase I di dose-escalation di pilaralisib con erlotinib in pazienti con tumori solidi ha mostrato che la combinazione aveva un’attività antitumorale limitata con inibizione moderata delle vie PI3K, MAPK ed EGFR. Inoltre, lo studio di fase I/II di pilaralisib in combinazione con trastuzumab o trastuzumab più paclitaxel nel carcinoma mammario metastatico HER2-positivo trastuzumab ha riferito che nessuna risposta è stata osservata nei pazienti trattati con pilaralisib più trastuzumab mentre l’attività clinica è stata osservata nel braccio paclitaxel . Un’ulteriore valutazione clinica di questo inibitore PI3K è in corso in studi di fase I/II (NCT01587040).
Pictilisib (GDC-0941) è un altro inibitore potente, selettivo e biodisponibile per via orale della pan classe I PI3K. Nei saggi biochimici, pictilisib dimostra selettività su un ampio pannello di protein chinasi e chinasi della famiglia PI3K, tra cui mTOR e la protein chinasi DNA-dipendente (DNA-PK). È interessante notare che pictilisib induce l’apoptosi in un sottogruppo di linee cellulari tumorali umane e ha potentemente inibito la crescita tumorale in modelli di xenotrapianto, compresi quelli con mutazioni in PI3K, PTEN e K-Ras. Una significativa attività in vivoantitumorale è stata osservata anche quando somministrata per via orale in combinazione con altri farmaci antitumorali, per esempio, docetaxel e l’inibitore MEK U0126.
In uno studio di fase I first-in-human di pictilisib in sessanta pazienti con tumori solidi avanzati, gli eventi avversi correlati al farmaco più frequentemente riportati sono stati nausea, affaticamento e rash. È importante notare che un paziente con melanoma V600E BRAF-mutante e un altro con carcinoma ovarico refrattario al platino con perdita di PTEN e amplificazione di PIK3CA hanno dimostrato una risposta parziale. Pictilisib è attualmente in fase di valutazione in diversi studi clinici di fase I/II, principalmente nel cancro al polmone non a piccole cellule e nel cancro al seno (NCT01918306, NCT01740336, NCT01493843, e NCT00974584).
Una strategia per ottenere clinicamente un’inibizione significativa del pathway con un profilo di effetti avversi tollerabile è l’uso di inibitori PI3K isoforma-specifici. Come già detto, ogni isoforma ha un ruolo distinto nei normali processi fisiologici e nelle malattie (Tabella 1). La subunità catalitica PI3K p110α è prevalentemente responsabile della mediazione della segnalazione dei fattori di crescita dalle tirosin-chinasi del recettore ed è un frequente driver genetico (PIK3CAmutazioni) in diversi tumori. Tuttavia, p110α è dispensabile per l’attivazione del percorso PI3K nei tumori privi di PTEN. Così, queste cellule dipendono in gran parte da p110β per attivare il percorso. I test preclinici hanno dimostrato che gli inibitori p110β-selettivi avevano un’attività significativamente maggiore nelle linee cellulari con PTEN nullo rispetto a quelle con PTEN intatto, anche se, alcune linee cellulari PTEN-intact erano sensibili e un certo numero di linee cellulari prive di PTEN erano resistenti. GSK-2636771 è un inibitore PI3K p110β-selettivo attualmente in studi di fase I in soggetti con tumori solidi avanzati con carenza di PTEN (NCT01458067). Inoltre, PI3Kδ è prevalentemente espresso nei leucociti e controlla le risposte immunitarie. Idelalisib (CAL-101), un inibitore PI3Kδ altamente specifico, è stato il primo inibitore PI3K isoforma-specifico approvato per il trattamento del cancro .
Alpelisib (NVP-BYL719) è un inibitore orale che mira selettivamente a PI3K p110α equipotente contro il wild type e le mutazioni somatiche più comuni di p110α . NVP-BYL719 è stato il primo inibitore PI3Kα-selettivo ad entrare negli studi clinici dopo indagini precliniche positive. Gli studi in vivo hanno dimostrato un’attività antitumorale dose-dipendente di NVP-BYL719 in modelli xenografici di tumori PIK3CA-mutanti o PIK3CA-amplificati, come i tumori dell’ovaio, del seno, della testa e del collo. I risultati preliminari dello studio di fase I eseguito in pazienti con tumori solidi avanzati che portano alterazioni del gene PIK3CA hanno dimostrato che NVP-BYL719 ha un profilo di sicurezza favorevole con tossicità gestibili, come iperglicemia, nausea, diarrea, diminuzione dell’appetito, vomito e affaticamento. Ad oggi, più di quindici studi clinici sono in corso per valutare la combinazione di NVP-BYL719 con diversi agenti, come farmaci citotossici convenzionali (paclitaxel, cisplatino e irinotecan) e farmaci target (cetuximab, olaparib, e trastuzumab) in un sottogruppo di tumori (NCT02051751, NCT01822613, NCT01602315, NCT01623349, e NCT02167854)
Taselisib (GDC-0032) è un inibitore PI3K con maggiore affinità per PI3Kα mutato con ridotta attività inibitoria contro PI3Kβ . Gli studi preclinici dimostrano che taselisib ha una maggiore attività contro le linee cellulari di cancro mutanti dell’isoforma PI3Kα. In uno studio di fase I in corso, taselisib è stato ben tollerato con iperglicemia e affaticamento come tossicità limitanti la dose. Questo profilo di selettività e le eccellenti proprietà farmacocinetiche hanno permesso un minor numero di studi clinici con GDC-0032. Attualmente, sono in corso diversi studi clinici per valutare la combinazione di taselisib con la terapia endocrina, trastuzumab e la chemioterapia convenzionale nel cancro al seno (NCT02285179, NCT02390427 e NCT01862081). Inoltre, è attualmente in corso uno studio di fase I su taselisib con l’inibitore CDK4/6, palbociclib, nei tumori solidi avanzati e nel cancro al seno (NCT02389842).
Idelalisib è stato approvato nel 2014 negli Stati Uniti e nell’Unione Europea per il trattamento di tre neoplasie indolenti a cellule B: leucemia linfocitica cronica recidivata, in combinazione con rituximab, linfoma non-Hodgkin follicolare a cellule B recidivato e linfoma linfocitico a piccole cellule recidivato (come monoterapia) . Nelle linee cellulari linfoidi e nei campioni primari dei pazienti, idelalisib abroga la segnalazione PI3K/AKT/mTOR e promuove l’apoptosi. Il primo studio di fase I in volontari sani ha stabilito la biodisponibilità e la sicurezza di idelalisib. Un altro studio di fase I in pazienti con linfoma a cellule del mantello recidivato/refrattario ha riportato gli eventi avversi più comuni, che comprendono diarrea, nausea, piressia, affaticamento, eruzione cutanea, infezione delle vie respiratorie superiori, polmonite ed elevazione della transaminasi alanina o aspartato. Ad oggi, sono in corso circa venticinque studi clinici con idelalisib. Uno studio di fase I/II ha valutato idelalisib in combinazione con lenalidomide e rituximab in pazienti con linfoma a cellule del mantello recidivato o refrattario (NCT01838434). Inoltre, idelalisib è in fase di valutazione in combinazione con rituximab in adulti con linfoma non-Hodgkin indolente precedentemente trattato (NCT01732913).