Author:

Abstract:

Kankercellen ontsnappen aan de normale fysiologische begrenzingen van celgroei en -overleving. Eén van de belangrijkste mechanismen hierbij is de deregulering van de eiwitactiviteit van tyrosine kinasen (TK). “Platelet derived growth factor receptors” (PDGFR) werden voor het eerst opgezuiverd uit bloedplaatjes. Het zijn celmembraanoverspannende receptoren met tyrosine kinase activiteit die betrokken zijn bij de pathogenese van verscheidene maligniteiten bij de mens. Hun liganden (PDGF) zijn krachtige mitogenen voor cellen van mesenchymale of neuro-ectodermale oorsprong. Ze trekken deze cellen bovendien chemisch aan. Aangezien sarcomen uit het mesoderm voortkomen, wordt er een functionele rol verwacht voor PDGFR in de pathogenese van bepaalde sarcomen. Er zijn steeds meer therapeutische stoffen gericht tegen deze PDGFR klinisch beschikbaar. Daarom onderzochten wij de relevantie van PDGFR als therapeutisch doel in drie types van zeldzame sarcomen waarvoor er, naast chirurgie, geen efficiënte therapie bestaat: resistente gastro-intestinale stromale tumoren (GIST), intima sarcomen (IS) en chordomen. Men kan de ongecontroleerde PDGF signaalcascaden in de tumorcellen bij de mens, toeschrijven aan verscheidene soorten genetische wijzigingen zoals activerende mutaties, amplificaties of translocaties in de genen die coderen voor PDGF of PDGFR. Het merendeel van de sporadische GIST (70-85%) wordt gekenmerkt door activerende mutaties in het TK KIT. In ongeveer één derde van de GIST patiënten met wild type KIT komen activerende mutaties in PDGFR alfa (PDGFRA) voor. Imatinib, een krachtige TK inhibitor van zowel KIT als PDGFRA, vormt momenteel de standaardbehandeling voor patiënten met gevorderde GIST. Toch is 10-20% van de patiënten met GIST direct resistent tegen imatinib. Bovendien worden de patiënten die oorspronkelijk gevoelig zijn voor imatinib, uiteindelijk ook resistent tegen deze therapie. De activerende KIT en PDGFRA mutaties verschillen in type en beïnvloeden verschillende receptordomeinen. De gevoeligheid voor imatinib hangt af van het soort KIT en PDGFRA mutatie. De meest voorkomende PDGFRA mutatie bij patiënten met GIST is de missense mutatie PDGFRA-D842V. Deze resulteert in de substitutie van asparaginezuur voor valine in codon 842 van de activeringslus van PDGFRA. Imatinib remt efficiënt de mutaties in het juxta-membraan domein van PDGFRA. Vele van de mutaties in de activeringslus van het TK domein van PDGFRA, zoals de mutatie PDGFRA-D842V, zijn echter primair resistent tegen imatinib. In deze thesis hebben wij de hoge doeltreffendheid van dasatinib tegen deze mutatie aangetoond. Dit deden we, gebruik makend van primaire tumorcellen en Ba/F3 cellijnen die de imatinib-resistente PDGFRA-D842V mutatie tot expressie brengen. De PDGFRA-D842V mutant bleek echter resistent tegen de andere geteste multikinase inhibitoren: sorafenib en nilotinib. Dasatinib zou dus een therapeutisch alternatief kunnen zijn voor GIST patiënten van wie de tumoren de imatinib-resistente PDGFRA-D842V mutante isovorm dragen. Verdere bevestiging van deze resultaten in de kliniek is essentieel. Om imatinib resistentie in GIST te onderdrukken zijn er behandelingen nodig, minder onderhevig aan het specifieke moleculair oncogenetisch mechanisme. Een goed voorbeeld van zo’n strategie is de remming van chaperonne proteïnen zoals ondermeer hitteschok proteïne 90 (HSP90). Een nieuwe orale inhibitor van HSP90 is IPI-504. Deze richt zich preferentieel tegen tumorweefsel en accumuleert hierin. In deze thesis toonden wij aan dat IPI-504 werkzaam is tegen primaire GIST cellen met mutaties in PDGFRA. Aangezien de HSP90 inhibitoren hun activiteit kunnen uitoefenen ongeacht de aanwezige KIT of PDGFRA mutaties, zijn zij belangrijke alternatieve therapieën voor patiënten met imatinib resistente GIST. Intima sarcomen (IS) zijn zeldzame, kwaadaardige en agressieve tumoren die voorkomen in de tunica intima van de grote slagaderlijke bloedvaten, hoofdzakelijk in de longslagader en de aorta. Deze sarcomen groeien in het lumen en obstrueren zo het bloedvat. IS is kwaadaardig en aangezien momenteel geen efficiënte behandeling beschikbaar is, is de overlevingskans laag. In deze studie werden 21 gevallen van IS intensief geanalyseerd op het niveau van het genoom en het proteoom, hierbij werd er gebruik gemaakt van een reeks diverse methoden. Wij toonden aan dat amplificatie van het PDGFRA gen karakteristiek is voor IS, en dat deze amplificatie als een moleculaire merker van deze maligniteit beschouwd moet worden. Bovendien onthulden wij de recurrente coactivering van de PDGFRA en de epidermale groeifactor receptor (EGFR) tyrosine kinasen in alle onderzochte IS. Geactiveerde PDGFRA en EGFR kinasen komen vaak samen voor met amplificatie en overexpressie van het MDM2 oncogen. Gebruik makend van ex vivo immunoproeven op primaire tumorcellen van IS, toonden we aan dat dasatinib een krachtige inhibitor is van PDGFRA. Bovendien inhibeert dasatinib zeer sterk de signaalcascades stroomafwaarts van PDGFRA in IS. Deze gegevens verstrekken een rationale voor het onderzoeken van therapieën gericht tegen PDGFRA, EGFR of MDM2 in intima sarcomen. Aangezien wij de klonale heterogeniteit van dit tumortype hebben aangetoond, stellen wij voor om patiënten met IS te behandelen met therapieën die gericht zijn tegen meerdere TK tegelijk, tegen MDM2 en tegen afwijkende stroomafwaartse partners in de signaalcascaden van deze TK. Chordomen zijn zeldzame botsarcomen, die ontstaan in resten van de foetale notochord langs de middenlijn van de skeletas. Momenteel is er buiten chirurgie geen efficiënte behandeling beschikbaar voor deze tumoren. Recente rapporten en preliminaire klinische studies doen vermoeden dat TK receptoren van essentieel belang zouden kunnen zijn voor de overleving of de proliferatie van chordoomcellen. Dit zou kunnen betekenen dat therapieën gericht tegen TK efficiënt blijken voor patiënten met chordomen. Men heeft aangetoond dat imatinib een antitumor activiteit vertoont bij patiënten met chordomen. Bovendien werd reeds geopperd dat de PDGFRB signaalcascaden het doelwit zouden kunnen zijn van imatinib in deze tumoren. Niettemin zijn de gepubliceerde gegevens tegenstrijdig, hoogst waarschijnlijk doordat geassorteerde tumorspecimens gebruikt werden voor de studies, en wegens de heterogene methodologische benaderingen. In de huidige studie zochten wij intensief naar relevante therapeutische doelwitten in chordomen. We hebben ons hierbij gefocust op de rol van TK en hun signaalwegen in de biologie van deze zeldzame entiteit. Onze gegevens wezen op EGFR als het meest significant geactiveerde TK in chordomen. Verder vertoonden de tumoren in het algemeen coactivering van alternatieve TK naast EGFR. Aangezien de PI3K/AKT cascade op meerdere punten gewijzigd was in de tumoren, kunnen we de PI3K/AKT cascade beschouwen als een belangrijke factor voor de transformatie in chordomen. Voor een succesvolle behandeling van patiënten met chordomen, lijkt inhibitie van meerdere TK en hun stroomafwaartse effectoren nodig. Rekening houdend met de waargenomen heterogeniteit bij de tumoren, lijkt ons een gepersonaliseerde therapie met zorgvuldige selectie van de patiënten, gebaseerd op het moleculaire profiel van de specifieke tumor, de beste behandelingsstrategie. Samengevat toonden wij aan dat de PDGF receptoren inderdaad belangrijke doelwitten zijn voor de behandeling van zeldzame types van sarcomen. Bovendien wezen onze gegevens op het belang van EGFR als een therapeutisch doel in dergelijke tumoren. Verder zou de coactivering van TK een vaak terugkomend fenomeen kunnen zijn in zeldzame sarcomen. De geïntegreerde signaalnetwerken van dergelijke TK moeten verder onderzocht worden. Het zal van groot belang zijn om goede biomerkers te identificeren die het selecteren van patiënten voor een gepaste therapie mogelijk maken.