4.1. Inhibitory PI3K
Inhibitory PI3K można podzielić na inhibitory specyficzne dla izoform lub inhibitory pan-PI3K. Inhibitory pan-PI3K celują we wszystkie PI3K klasy IA w komórkach nowotworowych, natomiast inhibitory specyficzne dla izoform zostały opracowane w celu zmniejszenia toksyczności i mogą być szczególnie skuteczne na przykład w nowotworach z mutacjami PIK3CA.
Inhibitory PI3K pierwszej generacji obejmują wortmaninę, metabolit grzybów wyizolowany z Penicillium wortimanninthat nieodwracalnie hamujący p110 poprzez reakcję kowalencyjną z miejscem katalitycznym oraz LY294002, syntetyczny, kompetycyjny i odwracalny inhibitor miejsca wiążącego ATP w PI3K. Oba leki wykazują istotne działanie antyproliferacyjne i pro-apoptotyczne w badaniach przedklinicznych in vitro i in vivostudiach. Jednak niekorzystne właściwości farmakokinetyczne, nierozpuszczalność w wodzie, wysoki poziom toksyczności oraz brak selektywności dla onkogennych izoform PI3K klasy I ograniczają ich zastosowanie w badaniach klinicznych. Mimo tych cech ograniczających ich zastosowanie kliniczne, wortmanina i LY294002 posłużyły jako ważne narzędzie badawcze do wyjaśnienia różnych procesów transdukcji sygnału z udziałem szlaku PI3K i zapoczątkowały nową generację inhibitorów PI3K (Tabela 2).
Obecnie opracowywane są rozpuszczalne w wodzie koniugaty wortmaniny w celu przezwyciężenia tego problemu. PX-866 jest półsyntetycznym analogiem wortmaniny o silnym, nieodwracalnym, pan-klasowym działaniu hamującym PI3K wobec enzymów p110-α, p110-δ i p110-γ w badaniach biochemicznych. W badaniach przedklinicznych, związek sam lub w połączeniu z chemioterapią (cisplatyna), radioterapią i lekami przeciwnowotworowymi (gefitynib) wykazywał aktywność przeciwnowotworową in vivo wobec licznych mysich modeli ksenograftów ludzkich nowotworów. Ponadto, badanie I fazy z udziałem osiemdziesięciu czterech pacjentów z zaawansowanymi guzami litymi wykazało, że lek PX-866 jest dobrze tolerowany. Najczęstszymi zdarzeniami niepożądanymi związanymi z lekiem były zaburzenia żołądkowo-jelitowe, z biegunką jako najczęstszą. PX-866 jest obecnie testowany w badaniach I/II fazy w połączeniu z cetuximabem (NCT01252628) w raku płaskonabłonkowym głowy i szyi (SCCHN) oraz w przerzutowym raku jelita grubego. Ponadto trwają kolejne dwa badania fazy I/II z zastosowaniem PX866: z docetakselem (NCT01204099) w niedrobnokomórkowym raku płuca i SCCHN oraz w skojarzeniu z wemurafenibem u pacjentów z zaawansowanym czerniakiem (NCT01616199).
Buparlisib (NVP-BKM120) jest doustnym wysoce swoistym inhibitorem pan-klasy I PI3K o właściwościach hamujących wobec enzymów p110-α, p110-β, p110-δ i p110-γ . Związek ten jest również aktywny wobec aktywujących mutacji somatycznych p110α, ale nie hamuje znacząco pokrewnych kinaz PI3K klasy III i IV. W badaniach przedklinicznych buparlisib wykazał aktywność antyproliferacyjną i proapoptotyczną wobec panelu 353 linii komórkowych, które wykazują różne nieprawidłowości genetyczne promujące aktywację szlaku PI3K. Badania in vivostudies wykazały również, że buparlisib silnie hamuje wzrost ludzkich modeli ksenograftów i zachowuje się synergicznie w połączeniu ze środkami cytotoksycznymi, takimi jak temozolomid, środek alkilujący, i docetaksel, lek antymitotyczny, lub ze środkami celowanymi, takimi jak inhibitory HER2 i inhibitory kinazy aktywowanej mitogenem (MEK).
Badanie I fazy z dawkowaniem u trzydziestu pięciu pacjentów z guzami litymi w zaawansowanym stadium wykazało, że buparlisib jest bezpiecznym i dobrze tolerowanym lekiem o korzystnych właściwościach farmakokinetycznych. Główne działania niepożądane związane z leczeniem obejmowały wysypkę, hiperglikemię, biegunkę, anoreksję, zmiany nastroju, nudności, zmęczenie, świąd i zapalenie błon śluzowych. Co ważne, hiperglikemia występowała częściej przy wyższych dawkach i stanowi klasowy efekt hamowania sygnalizacji PI3K, powszechnie obserwowany w przypadku innych inhibitorów ścieżki PI3K/AKT/mTOR. Później przeprowadzono badanie I fazy eskalacji dawki i ekspansji buparlisibu u osiemdziesięciu trzech pacjentów z zaawansowanymi guzami litymi, wykazując, że buparlisib był dobrze tolerowany do 100 mg/dobę i wykazywał wstępną aktywność u pacjentów z zaawansowanymi nowotworami. Doprowadziło to następnie do rozpoczęcia kilku badań klinicznych w wielu typach nowotworów, takich jak niedrobnokomórkowy rak płuc, rak prostaty, rak piersi, rak jelita grubego i glejak wielopostaciowy (GBM).
BASALT-1, trwające badanie fazy II (NCT01297491), bada skuteczność pojedynczego leku buparlisib u pacjentów z przerzutowym niedrobnokomórkowym rakiem płuc z aktywacją szlaku PI3K. Ponadto trwają badania fazy Ib/II u pacjentów z zaawansowanym niedrobnokomórkowym rakiem płuca o różnym histotypie, w których testuje się buparlisib w skojarzeniu z innymi lekami celowanymi, takimi jak ewerolimus (NCT01470209), erlotynibem (NCT01487265), inhibitorem MEK (NCT01363232) lub w skojarzeniu ze standardowymi lekami chemioterapeutycznymi, takimi jak docetaksel (NCT01911325), gemcytabina i cisplatyna (NCT01971489) oraz karboplatyna i paklitaksel (NCT01820325).
Obecnie prowadzonych jest kilka aktywnych, nie rekrutujących i rekrutujących badań klinicznych we wszystkich podgrupach biologicznych raka piersi, w tym w połączeniach z terapią endokrynologiczną, lekami anty-HER2, inhibitorami polimerazy poli (ADP-rybozy) (PARP) oraz chemioterapią z buparlisibem. W dwóch dużych badaniach III fazy (BELLE-2 i BELLE-3) (NCT01610284, NCT01633060) badane jest połączenie buparlisibu i fulwestrantu u kobiet po menopauzie z hormonalnie dodatnim/ HER2-ujemnym rakiem piersi po niepowodzeniu odpowiednio leczenia samym inhibitorem aromatazy lub inhibitorem aromatazy i inhibitorem mTOR. Innym trwającym badaniem klinicznym jest BELLE-4, kontrolowane placebo badanie II fazy, w którym buparlisib stosuje się z paklitakselem w pierwszej linii leczenia HER2-ujemnego przerzutowego raka piersi (NCT01572727). Buparlisib był również oceniany w badaniu II fazy paklitaksel plus trastuzumab w raku piersi z ekspresją receptora HER2 (NCT01816594).
Pilaralisib (XL147) jest doustnym inhibitorem PI3K klasy I (α, β, γ i δ) poprzez odwracalne, kompetycyjne hamowanie za pomocą ATP enzymów p110-α, -δ, -γ i -β. Badania in vitro wykazały, że pilaralisib hamuje tworzenie PIP3 w błonie oraz fosforylację AKT i S6K-1 w wielu nowotworowych liniach komórkowych z różnymi mutacjami genetycznymi w szlaku PI3K. Ponadto, w modelach ksenograftów mysich, doustne podawanie pilaralisibu powoduje znaczące zahamowanie wzrostu guza, a kombinacja z chemioterapeutykami poprawia efekt hamowania wzrostu obserwowany przy użyciu pojedynczych środków. Na podstawie tych przedklinicznych przesłanek, pilaralisib został oceniony w badaniach klinicznych I/II fazy.
W badaniu I fazy z dawką-eskalacją obejmującym sześćdziesięciu dziewięciu pacjentów z zaawansowanymi guzami litymi, pilaralisib był tolerowany w dawkach związanych z hamowaniem szlaku PI3K, a najczęstsze zdarzenia niepożądane związane z lekiem obejmowały toksyczności dermatologiczne, biegunkę, nudności i zmniejszenie apetytu. Jednak w badaniu I fazy, w którym oceniano dawkę pilaralisibu w połączeniu z erlotynibem u pacjentów z guzami litymi, wykazano, że połączenie to miało ograniczoną aktywność przeciwnowotworową przy umiarkowanym hamowaniu szlaków PI3K, MAPK i EGFR. Ponadto, badanie I/II fazy pilaralisibu w połączeniu z trastuzumabem lub trastuzumabem plus paklitaksel w opornym na trastuzumab HER2-dodatnim przerzutowym raku piersi wykazało brak odpowiedzi u pacjentów leczonych pilaralisibem plus trastuzumabem, podczas gdy aktywność kliniczną obserwowano w ramieniu paklitakselu. Dodatkowa ocena kliniczna tego inhibitora PI3K jest prowadzona w badaniach fazy I/II (NCT01587040).
Piktylizyb (GDC-0941) jest kolejnym silnym, selektywnym i doustnie biodostępnym inhibitorem pan-klasy I PI3K. W badaniach biochemicznych piktilisib wykazuje selektywność w stosunku do dużego panelu kinaz białkowych i kinaz z rodziny PI3K, w tym mTOR i kinazy białkowej zależnej od DNA (DNA-PK). Co ciekawe, piktilisib indukuje apoptozę w podzbiorze ludzkich linii komórkowych nowotworów i silnie hamował wzrost guza w modelach ksenograftów, w tym tych z mutacjami w PI3K, PTEN i K-Ras. Znaczącą aktywność przeciwnowotworową in vivo zaobserwowano również po podaniu doustnym w połączeniu z innymi lekami przeciwnowotworowymi, na przykład docetakselem i inhibitorem MEK U0126 .
W pierwszym na ludziach badaniu fazy I piktilisibu u sześćdziesięciu pacjentów z zaawansowanymi guzami litymi, najczęściej zgłaszanymi działaniami niepożądanymi związanymi z lekiem były nudności, zmęczenie i wysypka . Co ważne, u jednego pacjenta z czerniakiem zmutowanym w V600E BRAF i u drugiego z opornym na platynę rakiem jajnika wykazującym utratę PTEN i amplifikację PIK3CA uzyskano częściową odpowiedź. Piktilisib jest obecnie oceniany w kilku badaniach klinicznych I/II fazy, głównie w niedrobnokomórkowym raku płuca i raku piersi (NCT01918306, NCT01740336, NCT01493843 i NCT00974584).
Jedną ze strategii umożliwiających kliniczne osiągnięcie znaczącego zahamowania szlaku z tolerowanym profilem działań niepożądanych jest stosowanie specyficznych dla izoform inhibitorów PI3K. Jak już wspomniano, każda z izoform pełni odrębną rolę w prawidłowych procesach fizjologicznych i chorobach (Tabela 1). Podjednostka katalityczna PI3K p110α jest głównie odpowiedzialna za pośredniczenie w sygnalizacji czynników wzrostu przez receptorowe kinazy tyrozynowe i jest częstym czynnikiem genetycznym (mutacje PIK3CA) w wielu nowotworach. Jednakże, p110α jest zbędny do aktywacji szlaku PI3K w guzach pozbawionych PTEN. Tak więc, komórki te zależą w dużej mierze od p110β w celu aktywacji szlaku. Badania przedkliniczne wykazały, że p110β-selektywne inhibitory miały znacznie większą aktywność w liniach komórkowych z PTEN null niż w tych z nienaruszonym PTEN, chociaż, niektóre linie komórkowe z nienaruszonym PTEN były wrażliwe, a pewna liczba linii komórkowych z brakiem PTEN była oporna. GSK-2636771 jest selektywnym inhibitorem PI3K p110β, obecnie w badaniu I fazy u osób z zaawansowanymi guzami litymi z niedoborem PTEN (NCT01458067). Ponadto, PI3Kδ ulega ekspresji w leukocytach i kontroluje reakcje immunologiczne. Idelalisib (CAL-101), wysoce specyficzny inhibitor PI3Kδ, był pierwszym specyficznym dla izoformy PI3K inhibitorem zatwierdzonym do leczenia nowotworów.
Alpelisib (NVP-BYL719) jest doustnym inhibitorem, który selektywnie celuje w PI3K p110α, ekwipotencjalnym wobec typu dzikiego i najczęstszych mutacji somatycznych p110α. NVP-BYL719 jest pierwszym selektywnym inhibitorem PI3Kα, który został wprowadzony do badań klinicznych po pozytywnych wynikach badań przedklinicznych. Badania in vivo wykazały zależną od dawki aktywność przeciwnowotworową NVP-BYL719 w modelach ksenograftów z mutacją PIK3CA lub z amplifikacją PIK3CA, takich jak rak jajnika, piersi oraz głowy i szyi. Wstępne wyniki badania I fazy przeprowadzonego u pacjentów z zaawansowanymi guzami litymi z mutacją genu PIK3CA wykazały, że NVP-BYL719 ma korzystny profil bezpieczeństwa z możliwymi do opanowania działaniami toksycznymi, takimi jak hiperglikemia, nudności, biegunka, zmniejszenie apetytu, wymioty i zmęczenie. Do chwili obecnej trwa ponad piętnaście badań klinicznych mających na celu ocenę połączenia NVP-BYL719 z kilkoma lekami, takimi jak konwencjonalne leki cytotoksyczne (paklitaksel, cisplatyna i irinotecan) oraz leki celowane (cetuximab, olaparib, i trastuzumab) w podgrupie nowotworów (NCT02051751, NCT01822613, NCT01602315, NCT01623349 i NCT02167854)
Taselisib (GDC-0032) jest inhibitorem PI3K o wyższym powinowactwie do zmutowanej PI3Kα i zmniejszonej aktywności hamującej wobec PI3Kβ. Badania przedkliniczne wykazują, że taselisib ma zwiększoną aktywność przeciwko liniom komórkowym nowotworów zmutowanych izoform PI3Kα. W trwającym badaniu I fazy taselisib był dobrze tolerowany, a hiperglikemia i zmęczenie były objawami toksyczności ograniczającymi dawkę. Ten profil selektywności i doskonałe właściwości farmakokinetyczne pozwoliły na mniejszą liczbę badań klinicznych z GDC-0032. Obecnie trwa kilka badań klinicznych oceniających połączenie taselisibu z terapią endokrynologiczną, trastuzumabem i konwencjonalną chemioterapią w raku piersi (NCT02285179, NCT02390427 i NCT01862081). Ponadto obecnie trwa badanie I fazy, w którym taselisib jest stosowany z inhibitorem CDK4/6, palbociclibem, w zaawansowanych guzach litych i raku piersi (NCT02389842).
Idelalisib został zatwierdzony w 2014 roku w Stanach Zjednoczonych i Unii Europejskiej do leczenia trzech indolentnych nowotworów z komórek B: nawrotowej przewlekłej białaczki limfocytowej, w skojarzeniu z rytuksymabem, nawrotowego chłoniaka nieziarniczego pęcherzykowego z komórek B oraz nawrotowego chłoniaka z małych limfocytów (jako monoterapia) . W limfoidalnych liniach komórkowych i pierwotnych próbkach pacjentów, idelalisib hamuje sygnalizację PI3K/AKT/mTOR i promuje apoptozę. Pierwsze badanie I fazy u zdrowych ochotników wykazało dostępność biologiczną i bezpieczeństwo stosowania idelalisibu. W innym badaniu I fazy u pacjentów z nawrotowym/nawrotowym chłoniakiem z komórek płaszcza odnotowano najczęstsze działania niepożądane, do których należą biegunka, nudności, gorączka, zmęczenie, wysypka, zakażenie górnych dróg oddechowych, zapalenie płuc i podwyższenie aktywności transaminazy alaninowej lub asparaginianowej. Do chwili obecnej trwa około dwadzieścia pięć badań klinicznych z zastosowaniem idelalisibu. W badaniu fazy I/II oceniano idelalisib w skojarzeniu z lenalidomidem i rytuksymabem u pacjentów z nawrotowym lub opornym na leczenie chłoniakiem z komórek płaszcza (NCT01838434). Ponadto idelalisib jest oceniany w skojarzeniu z rytuksymabem u dorosłych z uprzednio leczonym indolentnym chłoniakiem nieziarniczym (NCT01732913).
.