ppt

Kanker
Vechten tegen een vijand die in je zit.
longuitzaaiingen
John J. L. Jacobs,
NIBI
conferentie 14-01-2012
1
Opleiding
Werk
Hematologie, 1990
HLO, 1991
Microbiologie
Virologie, 1990-91
Lelystad
Tumor immunologie 1992-93
Endocrinologie, 1993-94
Medische Biologie, 1994
Vaccins 1994-95,1997
Biochemie, 1996-97
Proefschrift
Immunologie 2003
Huid immunologie 1997-2001
Tumor immunologie 2001-03
Huid irritatie 2003-05
Immunoloog
2008
Stralingshygiëne
Proefdierkunde (art.9)
BROK – klinische trials
Schildersziekte 2003-05
Chemische huid 2005-06
Kanker diagnostiek 2008
Winkelautomatisering, 2008
Tumor immunologie 2008-11
SAP implementatie, 2011 e.v.
John J. L. Jacobs, Phd
[email protected]
www.JohnJLJacobs.nl
www.cancerimmunotherapy.tk
2
John Jacobs?
1
Medisch
wetenschappelijk
onderzoek
Van idee naar geneesmiddel
Idee
feedback
Dierproef
in lab
Experimentele
therapie
Behandeling
zieke dieren
Experimentele
therapie
Behandeling
patiënten
Van laboratorium naar kliniek
Dieproef
Experimentele therapie
Fase I:
Toxiciteit, mogelijk
Fase II:
Indicatie effectiviteit
Fase III: Dubbelblind effectiviteit
Registratie
Fase IV: Postmarketting
Waarom dierproef naast klinische studie?

Mens is biologisch een dier

Bestuderen mechanisme
Goed dierproefmodel lijkt op ziekte bij patiënt

Grote tumor tot ~ 1-2% lichaam.

Tumoren zaaien uit.

Immunocompetent (werkend immuunsysteem).
Ontwerp dierproef moet lijken op klinische studie
Groepen klein (10-20) versus groot (100 – 1000)
Verschillen groot (20-40%) versus klein (1 – 4%)
Meten overleving versus markers
Oorlog tegen kanker
Waarom is de vooruitgang in de behandeling van kanker zo klein?
Huidig paradigma:
Grote fase III studies
Kleine risico’s
Klein klinisch effect
Nieuw paradigma:
Kleine fase III studies
Veel studies
Klinisch relevante effecten
Minimale
verbetering
therapie van
kanker
Snellere
verbetering
therapie van
kanker
Jacobs et al., 2009
J.Clin.Oncol.27:3062-3
2
Theorie
immuuntherapie
kanker
Herkent het afweersysteem kanker?
Lichaamsvreemde antigenen voor kanker
Weefselspecifiek (PSA)
Virus antigenen (HPV)
Over expressie (BRCA1, MUC1, PSMA, survivin)
Kanker – testis antigenen (MAGE, GAGE, EGFR, PDGF)
Unieke antigenen (nieuwe mutaties)
9
Waarom gebeurt het dan vaak niet?
Geen reactie
Wel reactie
Reactie
niet gewenst
Reactie
niet gewenst
Pindakaas
Huidallergie
Melanoom
Pokkenvirus
Reactie
wel gewenst
Reactie
wel gewenst
Wel reactie
Geen reactie
10
Lichaamsvreemd is niet het enige dat afweerreacties bepaald
Antigeen kan leiden tot afweerreactie
Weefsel
Antigeen
Dendritische cel
T
Proefschrift,
AMC 2003
Afvoerende lymfknoop
Verschillende
Afweer
reacties
Verschillend gevaar verschillende afweer!
Gevaar
Tumor activeert geen toll like receptor
Inherent gevaar Extern gevaar
Bacteriën
virussen
Allergenen
Tolerantie
Antistoffen
Irritatie
UV-B straling
Celschade
Cellulaire
afweer
Verschillende vormen van afweer tegen kanker
mDC1
Th1 Tc
iDC
b.v.
mDC3
Ts
Stop!
mDC2
Tr1
Th2 B
Cellulaire
afweer
Antistoffen
N
Tolerantie
Actieve weefsel
bescherming
Soms effectief, vaak niet. Weefsel vernietiging
Kan losse tumorcellen aanvallen.
Echter niet tumorweefsel
b.v.
Doorbloeding stopt,
Weefsel sterft
Mf
Immuuncellen
Hematopoietische
Stamcel
Myeloide Stamcel
Myeloblast
Erythrocyt
Rode bloedcel
Bloedplaatjes
Lymfoide Stamcel
Immuuncellen
Hematopoietische
Stamcel
Myeloide Stamcel
Lymfoide Stamcel
Myeloblast
Dendritische cell
Erythrocyt
Rode bloedcel
Bloedplaatjes
T helper
CTL
Regulering van afweerreacties
Tr1
type r1
Ts
Tolerantie
IL-10
TGF-b
DCr1
Veilig
DC
DC1
DC2
Gevaar
type 2
Th2
IL-4
IL-5
B
Antistoffen
IL-12
type 1
interferon-g
IL-2
GM-CSF
TNF-a
Th1 Tc
Cytotoxische cellen
3
Praktijk
immuuntherapie
kanker
Kan het afweersysteem kanker afstoten?
Dag 10 tot 14: locale IL-2 (interleukine-2) therapie
Percentage
overlevende
muizen
2x104
SL2 lymfoom
cellen
Grote tumor
Genezing ca. 70% dieren uitgezaaid kanker
0
Overlevingsduur (dagen)
18
Maas et al. (1989) Cancer Research 49: 7037.
IL-2 in proefdieren
Muizen
• Lymfoma
• Mastocytoma
• Darmkanker
• Borstkanker
• Lonkanker
• Huid papilloom
• Teratoma
Konijn
• Hoofd-en halstumor
Cavia’s
• Leverkanker
60-80% genezing
60-80% genezing
60-80% genezing
Verlengde overleving
Verlengde overleving
geen effect
geen effect
33% Complete remissie
40% C.R.
Behandeling zieke runderen
Runderen met
plaveiselcelcarcinoma van het ooglid
67% complete remissie en tumorvrij > 20 months
Vulvale papilloom & Carcinoom 13% C.R.; 89%O.R.
Behandeling zieke honden
Mastocytoom –Aggressief
Operatie niet mogelijk
4 van de 7 blijvende remissie
Overdraagbare venereale tumours 33% C.R.
Behandeling zieke katten
Oraal plaveiselcelcarcinoom
Aggressief
Operatie niet mogelijk
Verdubbeling overlevingsduur
IL-2 in human kliniek
Fase II studies
Uitgezaaid melanoom
60% C.R.
Terugkerend blaaskanker 50% minder remissies
Mensen met terugkerend blaaskanker
80% verdwijnt
50% komt niet meer terug
Mensen met Melanoom
Uitgezaaid Melanomen
33 van de 51 patiënten regressie > 6 maanden van alle
behandelde uitzaaiingen
Betere overleving patiënten in stadium III en IV M1a
(uitzaaiingen in ver zacht weefsel)
Pilot studies IL-2 bij mensen
Fase I-II studies
• Hepatocellular carcinoom stadium III-IV – 4 OR (5).
• Colorectal cancer stadium IV
- 2 OR (4)
Haemangiosarcoma stadium IV - 1 OR (1).
• Mesothelioom stadium IV - 1 genezing 1 OR (3)
Immuniteit na lokale IL-2 therapie
Muis
genezen van
-
Injectie
103 SL2
Overleven
0%
SL2
SL2
103 P815
103 - 108 SL2
103 P815
0%
95 - 100 %
0%
P815
103 SL2
0%
P815
103 - 108 P815
95 - 100 %
Na genezing:
- Bescherming tegen dezelfde vorm kanker
- Dezelfde vorm van kanker komt levenslang niet meer terug
Maas et al. (1989) Cancer Res. 49, 7037.
Jacobs et al., ongepubliceerd
Conclusie dierproeven met lokale IL-2 therapie
Kan effectief zijn tegen grote uitgezaaide tumoren
Afstoting primaire tumor
Natuurlijke immuniteit is aanwezig en actief
(Macrofaag, eosinofiel, neutrofiel, NK-cel)
Afstoting uitzaaiingen
Immuniteit is specifiek voor tumor
Immuniteit tegen challenge
Levenslang vrij van deze vorm van kanker
T cellen dragen immuniteit
CD4 (helper) en CD8 (cytotoxische)
Maas, Den Otter, Jacobs
Lokaal is effectiever dan systemische
immuuntherapie
Systemiche immuuntherapie
Lokale immuuntherapie
 Farmacologische gedachte
 Immunologisch zoals vaccin
 Sterk toxisch
 Niet toxisch
 Immunologische shock
 Slechts lokale ontsteking
 Immunologische feedback
 Geen feedback
 Tolerantie
 Immuniteit
 Beperkt klinisch resultaat
 Effect in gevorderd kanker
Jacobs, 2011
4
Mechanisme
therapie &
verbetering
Hoe werkt het afstoten van kanker door immuuntherapie (lokale IL-2 therapie)?
typetype
1 response
-- Versterkt
Versterkt
1 response
Verder stimuleren type 1 response
…
- Afstoting primaire tumor en uitzaaiingen
- Type 1 effector cellen stoten tumor af
31
Verbetering therapie door stimulering Th1 reactie
Tr1
type r1
Ts
Tolerantie
IL-10
TGF-b
DCr1
Veilig
DC
DC1
DC2
type 2
Th2
B
Antistoffen
Gevaar
IL-4
IL-5
type 1
IL-12
interferon-g
IL-2
GM-CSF
TNF-a
Th1 Tc
Cytotoxische cellen
De dierproeven
Combinatie IL-2 met verschillende stimulatoren van TH1
reacties
Geen verlengde overlevingsduur,
Geen verhoogd overlevingspercentage
34
Gevoeliger maken van dierproef

Minder tumorcellen injecteren (1000 ipv 20000)

Behandelen voordat klinische tumor ontstaat (dag 1) ipv daarna (dag 10)

Langdurige intensieve behandeling van dag 1 t/m dag 10
50% van de muizen overleefd ….
Ook bij de muizen zonder TH1 stimulatie
Ook bij de muizen zonder lokale IL-2 therapie
Ook bij de muizen zonder werkzame stof
Chronische irritatie heeft een klein effect bij
zeer lage aantallen tumorcellen
35
Hoe werkt het afstoten van kanker door
immuun-therapie (lokale IL-2 therapie)?
typetype
1 response
-- Versterkt
Versterkt
1 response
Verder stimuleren type 1 response
Nieuwe type 1 induceren met vaccin
- Afstoting primaire tumor en uitzaaiingen
tumor af tumor af
- Type 1 effector cellen stoten primaire
36
Vaccins stimuleren TH1 respons
 Vaccines verhogen T cellen en antistoffen
 Geen correlatie met klinisch resultaat
 Meer dan 1100 patienten behandeld
 Minimale therapeutische resultaten (1 CR, 3 PRs)
 41 klinische studies met verschillende vaccins
 Minder verbetering dan na docetaxel of Mitoxantrone
 Geen fase III studie die vergelijkt met standard therapy
Maar zijn niet of nauwelijks effectief tegen bestaande kanker
Hoe werkt het afstoten van kanker door
immuun-therapie (lokale IL-2 therapie)?
- Versterkt type 1 response
Verder stimuleren type 1 response
Nieuwe type 1 induceren met vaccin
Bescherming na genezing is echter wel door type 1 respons
primaire
tumor tumor
en uitzaaiingen
-- Afstoting
Afstoting
primaire
en uitzaaiingen
- Type 1 effector cellen stoten tumor af
38
Vergelijking afstoting oorspronkelijke tumor en
uitzaaiingen.
4.0%
Therapie PBS
3.5%
3.0%
2.5%
2.0%
1.5%
lever
1.0%
longen
0.5%
oorspronkelijk
IL-2
0.0%
0
5
10
day
15
20
25
30
Hoe werkt het afstoten van kanker door
immuun-therapie (lokale IL-2 therapie)?
- Versterkt type 1 response
Verder stimuleren type 1 response
Nieuwe type 1 induceren met vaccin
Bescherming na genezing is echter wel door type 1 respons
- Afstoting primaire tumor en uitzaaiingen
Primaire tumor wordt eerder afgestoten dan
Primaire tumor wordt eerder afgestoten dan uitzaaiingen
uitzaaiingen
- Type11 effector
effector cellen
stotenstoten
primaire
tumor af tumor
40 af
- Type
cellen
primaire
Klinische vraag: beste plaats van injectie?


Theorie nabij de tumor.
Meer tumor infiltrerende (TH1) afweercellen.


Theorie in de tumor.
Mogelijk direct effect in tumor?


Experiment.
Heeft IL-2 een effect op de plaats van injectie?
41
Effect van injectieplaats op therapie effect
ver
Methylgroen (DNA)
Pyronine (RNA)
dichtbij
PBS
roetdeeltjes
IL-2
Lokaal mechanisme van IL-2
Histologie bij injectie plaats
3
5
3
4
3
3
2
1
1
1
1.
Injectie
2.
Extravasculair erythrocytes
3.
Bloedvat
4.
Oedeem
5.
Infiltrerende leukocytes
Intratumoraal is effectiever dan peritumoraal
Overleving
100%
p=0.04
% survival
80%
60%
Intratumoraal IL-2
40%
20%
Peritumoraal IL-2
0%
0
10
20
30
days after therapy
40
50
PBS
Jacobs et al. (2005).
Hoe werkt het afstoten van kanker door
immuun-therapie (lokale IL-2 therapie)?
- Versterkt type 1 response
Verder stimuleren type 1 response
Nieuwe type 1 induceren met vaccin
Bescherming na genezing is echter wel door type 1 respons
- Afstoting primaire tumor en uitzaaiingen
Primaire tumor wordt eerder afgestoten dan uitzaaiingen
- Type 1 effector cellen stoten primaire tumor af
45
Hoe werkt het afstoten van kanker door
immuun-therapie (lokale IL-2 therapie)?
- Versterkt type 1 response
Verder stimuleren type 1 response
Nieuwe type 1 induceren met vaccin
Bescherming na genezing is echter wel door type 1 respons
- Afstoting primaire tumor en uitzaaiingen
Primaire tumor wordt eerder afgestoten dan uitzaaiingen
- Type 1 effector cellen stoten primaire tumor af
46
5
Nieuwe
hypothese
immuuntherapie
Nieuwe hypothese
Patiënt is niet naïef voor kanker
Tumorweefsel onderdrukt afweerreacties
Tumor moet worden vernietigd voor goede
afweer tegen kanker
Lokale IL-2 therapie kan dit doen
Levensvatbare tumor onderdrukt afweerreacties
mDC1
Th1 Tc
iDC
b.v.
mDC3
Ts
mDC2
Tr1
Th2 B
Cellulaire
afweer
Antistoffen
Stop!
N
Tolerantie
Actieve weefsel
bescherming
Soms effectief, vaak niet. Weefsel vernietiging
Kan losse tumorcellen aanvallen.
Echter niet tumorweefsel
b.v.
Doorbloeding stopt,
Weefsel sterft
Mf
Nieuw mechanisme lokale IL-2 therapie
IL-2
Lokaal
Lymfknoop
Systemisch
Th1
Antigeen
T4
DC
T8
Tc
Lokale
tumor
afstoting
Doorbreken
tolerantie
Vaccinatie
Immuniteit
tegen
uitzaaiingen
6
Nieuwe
hypothese
in de praktijk
Lokale IL-2 therapie werkt niet altijd
Copenhagen ratten met syngene tumor
MLL (MAtLyLu)
Hormoon ongevoelig prostaatkanker CRPC
Longuizaaiingen
Lokaal effect IL-2 in ratten met prostaatkanker
Tumor size
Tumorgrootte
1,50
Log tumor increase versus day 0
1,00
IL-2
0,50
PBS
0,00
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
6
-0,50
-1,00
Geen lokaal effect van IL-2
-1,50
days after therapy
7
8
Systemisch effect lokale therapie
weight
GewichtRat
/ gezondheid
ratten
105%
% body weight
100%
PBS
95%
90%
85%
Geen systemisch effect van IL-2
IL-2
80%
-12
-10
-8
-6
-4
-2
0
days after therapy
2
4
6
8
Relatie lokaal – systemisch effect
IL-2
Lokaal falen
Systemisch
Lymfknoop
Th1
Antigeen
T4
DC
T8
Tc
Lokale
tumor
afstoting
Doorbreken
tolerantie
Vaccinatie
Immuniteit
Immuniteit
tegen
tegen
uitzaaiingen
Uitzaaiingen
Combinatie lokale IL-2 met toxische therapie.
 Zeep
 Chirurgische schade
 Chemotherapie.
 Bestraling.
Lokaal effect van Zeep (SDS) in kanker
SDS stopt tumorgroei, en
induceert tumor regressie
Grootte tumoren
Tumour growth
Geen therapie
30000
tumour size
25000
20000
Alleen IL-2
15000
SDS
SDS + IL-2
10000
5000
0
0
2
4
8
6
days after therapy
10
12
14
Systemisch effect van SDS + IL-2 intratumoraal
Fractie overlevende ratten
SDS verlengt overlevingsduur
SDS + IL-2 2 genezingen 2 cures
Tumour growth
tumour size
1,0
SDS + IL-2
IL-2
SDS
No therapy
0,0
0
5
10
15
days after therapy
20
25
Chirurgie en lokale IL-2
IL-2 in blaas naar incomplete chirurgie
Mensen
• Terugkerend Blaaskanker
•
•
•
•
Incomplete chirurgie met marker laesie
5 keer intravesiculair 3 M.I.U. IL-2
80% marker laesies verdwijnt
Verminderde terugkeer tumor (50%)
Den Otter et al. (1998) J. Urol. 159, 1183
Lokale chemotherapie en IL-2 - proefdier
Cisplatin
Muizen met teratoma i.p.
Alleen IL-2: geen effect;
Alleen cisplatin: verlengde overleving + 25%
Combinatie: Overlevingsduur: 2x; 13% C.R.
Lokale chemotherapie en IL-2 - veterinair
Cisplatin
Paarden met sarcoiden
Lokale Cisplatin + IL-2
53% Complete Remissies
Spoormakers et al. (2003) Cancer Immunol. Immunother. 52, 179
Radiotherapie en IL-2
Preclinical studies in mice
Mouse
• SL2 lymphoma
87% C.R.
 Irradiation: 17% C.R.; suboptimal IL-2 15% C.R.
Everse et al.(1997) Int.J.Cancer 72,1003; Jürgenliemk-Schulz et al.(1997) Radat.Oncol.Investig. 5,54.
• Mammary carcinoma
90% C.R.
 Irradiation: 14%; IL-2 0% disease-free survival.
Jürgenliemk-Schulz et al. (1997) Radat. Oncol. Investig. 5, 54.
Radiotherapie and IL-2
Fase Ib/II studie bij mensen
• Nasopharynx carcinoom stadium III or IV
 10 mannelijke patienten
 20 gematchte historische controles (alleen bestraling)
 7000 cGy in 7 weeks
 Week 2, 4, and 6: 5* 30,000 IU IL-2
Jacobs et al. (2005) Cancer Immunol. Immunother.
Radiotherapie en IL-2
Fase Ib/II study in patienten met nasofarynx carcinoma
Censored ziektevrije overleving
censored disease-free survival
100%
80%
IL-2 behandeling
60%
p = 0.014
40%
20%
Historische controles
0%
0
1
2
3
4
5
years after diagnosis
Jacobs et al. (2005) Cancer Immunol. Immunother.
7
‘Persoonlijke’
medicijnen
tegen kanker
Persoonlijke medicijnen
Verschillende behandeling voor andere groepen kanker patiënten
Standaard therapie kan schadelijk zijn voor sommige patiënten
Huidige immuun status voorspeld effectiviteit immunotherapie
Characiejus et al., 2010
EPMA J.1:369-375
Characiejus et al., 2011
Anticancer Res.31:639-47
Characiejus
Immuuntherapie
Mediane
overleving
(maanden)
Controle
Interferon a
Hoog
Laag
30% CD8hCD57+ / CD8
Docetaxel
Klinisch gebruik met enige verbetering in overleving bij
sommige patienten met Castratie-Resistent ProstaatKanker
Dierstudie in literatuur
Kleinere tumor na 14 dagen in Dunning MLL experiment
=> geen andere gegevens in artikel
Docetaxel tegen tumorgroei
20,00
Docetaxel remt tumor groei
P<0.05 oplosmiddel - Docetaxel
18,00
16,00
14,00
12,00
Tumor grootte
10,00
(cm2)
8,00
6,00
4,00
2,00
1 cm2
0,00
-1
0
1
2
3
Docetaxel
4
5
Local
IL-2
6
7
8
Time (days)
9
10
11
12
13
14
15
controle + controle
controle + IL-2
Docetaxel+controle
Docetaxel + IL-2
Docetaxel en gezondheid
100%
Docetaxel vermindert gezondheid
P<0.05 Oplosmiddel - Docetaxel
98%
96%
94%
92%
Relatief
lichaams
gewicht
90%
88%
86%
84%
82%
80%
-1
0
1
2
Docetaxel
3
4
5
6
Local
TimeIL-2
(days)
7
8
9
10
controle + controle
controle
+ IL-2
11
12
13
14
15
Docetaxel+controle
Docetaxel + IL-2
Docetaxel en overleving
100%
Docetaxel reduces survival
P<0.05 Solvent - Docetaxel
90%
80%
70%
60%
50%
40%
controle + controle
controle + IL-2
Docetaxel+controle
Docetaxel + IL-2
30%
20%
10%
Gewichtsverlies
Docetaxel
0%
0
5
10
Tumorgroei
Local
IL-2
15
20
25
Time (days)
30
35
40
45
Resistentie in kankercellen
Samenvatting in vivo experimenten:
Docetaxel uitgepompt door MDR?
Docetaxel
Remt tumor groei, maar verkleint tumor niet
Vermindert gezondheid en overleving
Immunochemie toont MDR aan in tumor:
Mdr1a (P-gp)
+
MRP1
+
MRP4
++
BCRP (ABCG2)
+
Persoonlijke medicijnen
Verschillende behandeling voor andere groepen kanker patiënten
Wat baat voor de ene patiënt kan de andere schaden
Doctors eed … 1 doe de patiënt geen kwaad
Characiejus et al., 2010
EPMA J.1:369-375
Characiejus et al., 2011
Anticancer Res.31:639-47
Characiejus
Betrokken bij dit onderzoek
Universiteit Utrecht
Linda Everse
Ton Baselmans
Kees de Groot
Monique Bernsen
Hub Dullens
Riks Maas
Jan Willem Koten
Derek Sparendam
Wim Hennink
Jenny Cadée
Marja van Luyn
Wim den Otter
VUmc
Irene Bijnsdorp
Ab A. Geldof
Clara Lemos
Tim van der Sluis
George L. Scheffer
Rik J. Scheper
Renze Roozendaal
Krakow, Polen
Jadoslav Baran
Praag, Tsjechie
Jan Bubenik
Tubingen, Duitsland
Graham Pawelec
Moskou, Rusland
Ekaterina Moiseeva
“Korte Akkeren”, Gouda
Jurgen F. V.Tan
Dierenkliniek, Berkel
Paul G.M.P. Ziekman
Fac. Diergeneeskunde, Utrecht
W. Klein
Eric Teske
W. Spoormakers
Jolle Kirpenstein
Harare, Zimbabe
Rachel J. E. Stewart
F.G. Hill
[email protected]
AMC
De Reijke
OLVG
Van Andel
Universiteit Utrecht
Jan Battermann
Ina Jürgenliemk-Schulz
Gertjan Hordijk
Chris Terhaard
VUmc
R. Jeroen A. van Moorselaar
André Vis
Jos Frantzen
Vilnius University,Litouwen
Feliksas Jankevičius
Dainius Characiejus
Mykolas Mauricas
Vita Pašukonienė
R. Eidukevicius
M. Dobrovolskiene
Sofia, Bulgaria
Zahary Krastev
Radosveta Tomova
Krakow, Polen
Marek Zembala