trastuzumab mecanismo molecular

1. FARMACOGENÓMICA EN EL
TRATAMIENTO DEL CÁNCER
DE MAMA, TRASTUZUMAB
OSCAR ALEJANDRO BONILLA
MASTOLOGIA CES
2014

2. Anticuerpos Monoclonales

3. Anticuerpo Monoclonal
• Cuando una sustancia extraña penetra o se
inyecta en el cuerpo de un vertebrado, el
organismo secreta Anticuerpos a través de
células Plasmáticas.

4. • Descubrimiento en 1975 por Cesar
Milstein y George Kohler.

5. ANTICUERPOS
MONOCLONALES
• Preparación de inmunoglobulina monoclonal con especifico efecto
directo sobre un antigeno definido como target
• La producción es basada en tecnología de “DNA recombinante”

6. Eritropoietin
Aspirina
Glicosilación, Acilación,
etc.
Desnaturalización,
Agregación,
Tamaño
Estructura
M
odificaciones
Estabilidad
Complejidad intrínseca
Productos Biológicos

7. CARACTERÍSTICAS
• POLICLONALES
1. Mezcla heterogénea.
2. Variación.
3. Irrepetibles.
4. Se usan antigenos.
5. Reconocen varios epitopos
6. Fácil producción
7. Baratos.
• MONOCLONALES
1. Químicamente puros.
2. Invariables.
3. Producción ilimitada.
4. No se necesitan Ags.
Purificados.
5. Muy específicos.
6. Un solo isotipo.
7. Producción compleja.
8. Caros

8. • Fusionar linfocitos B con células de
mieloma (cancerosas) y obtener un
hibridoma: una línea celular inmortal
capaz de producir anticuerpos específicos
(monoclonales).

9. Tipos de anticuerpos monoclonales:
- Murinos, son la mayoría
- Quimericos, tienen menos tiempo de
vida media sérica
- Humanizados
Gran utilidad en el campo de la medicina,
la bioquímica y la biología molecular.
Empleados en el diagnóstico como en el
tratamiento de enfermedades.

10. Producción de Anticuerpos
Monoclonales
Desarrollados por primera vez en 1975. Es un
proceso complicado, que demora alrededor de
cuatro meses.

14. PURIFICACION

15. Tipos de Anticuerpos
Monoclonales

16. Anticuerpos Monoclonales
Murinos
• Son de tipo inmunogénicos
• - Disminuyen niveles en el suero
• - Limitan la duración de la terapia y
posibilidad de reutilizarlos, aumentando el
potencial de reacciones alérgicas
• Tienen una vida media sérica corta en
humanos.

17. Anticuerpos Monoclonales
Quiméricos
• Compuestos por regiones constantes humanas (C) y regiones
variables (V) de cadenas pesadas y ligeras de ratón
• Mantiene la especificidad por la unión del anticuerpo de ratón
original
• Siguen siendo Inmunogénicos, limita su eficacia y acorta su vida
media sérica, reduciendo su potencial de uso repetido

18. Anticuerpos Monoclonales
Humanizados
• Conservan sólo los
componentes mínimos
necesarios del anticuerpo
de ratón
• Conservan la capacidad
para reconocer
secuencias diana
• Son menos
inmunogénicos que los
anticuerpos de ratón o
quiméricos

19. 30%
70%

20. • Mejoran las propiedades farmacocinéticas
del anticuerpo, reducen su
inmunogenicidad, prolonga el período de
tratamiento y administración de
tratamientos repetidos. La vida media
sérica larga de estos anticuerpos
monoclonales implica que se puedan
manipular como una proteína endógena

22. Uso de anticuerpos
monoclonales
• En todos aquellos
procesos en que ya
se estaba utilizando
la reacción
antígeno/anticuerpo,
los anticuerpos
monoclonales
agregan especificidad
y reproducibilidad,
con lo que permiten
estudiar mejor el
fenómeno.

23. DIAGNOSTICO CLÍNICO
1. Diagnóstico del embarazo.
2. Identificación del rotavirus.
3. Diagnóstico precoz del cáncer.
4. El desarrollo de métodos
diagnósticos no invasivos.

24. ANTICUERPOS MONOCLONALES
EN TERAPÉUTICA
1. Anticuerpos monoclonales se utilizan en la
terapia de pacientes con leucemia linfoblástica
resistente a la terapia convencional.
2. Uso de anticuerpos monoclonales en el
tratamiento del cáncer.
3. Anticuerpos monoclonales para prevenir el
rechazo del trasplante renal.

25. • Los anticuerpos monoclonales se han
convertido en una importante herramienta para
el diagnóstico y el tratamiento del cáncer.

27. 27
El Modo de Acción de los Ac Monoclonales es complejo
y puede involucrar contribuciones desde multiples
Mecanismos
Inhibición de Traducción de Señal o Activación de Receptor
• Inhibición de fijación a ligandos (Ejemplo : Cetuximab)
• Induccción de Internalización de Receptor (Ejemplo : IGF-1R-A
• Inhibición de Dimerización de Receptor (Ejemplo : Pertuzumab
• Inhibición of Receptor Shedding (Ejemplo : Trastuzumab)
Inducción de Apoptosis
(Ejemplo : Rituximab)
Activación de
Mecanismos Efectores
Activación del
Complemento (CDC)
(Ejemplo : Rituximab)
Bloqueo de Fijación a Ligandos
(Ejemplo : Bevacizumab)
Targeting de toxinas
(Ejemplo : T-DM1)
EGFR
VEG
F-R
CD20
CD20
CD20
HER2
Activación de Células-T
(Ejemplo: Catumaxomab)
CD3 HER2
HER2
T-Cell
Antibody-dependent cellular
Cytotoxicity (ADCC)
(Ejemplo: Rituximab)
NK-Cell
C1q
Tumor
Cell
Modificada de: Hasmann, M. et al. (2009) ChiuZ,
La contribución neta in-vivo de los diferentes modos de acción descritos para un mAb es
comprendida en forma incompleta y puede ser también diferente en indicaciones
diferentes.

28. CLASIFICACION MOLECULAR
CANCER DE MAMA

30. TRASTUZUMAB
• es un anticuerpo
monoclonal
humanizado que
interfiere con el
receptor HER2/neu

31. • Targets receptor HER2
• Alta afinidad- especificidad
• 95% humano, 5% murino
– Disminuye el potencial de
immunogenicidad
– Incrementa potencial de
de reclutamiento de
mecanismos inmunes
efectores
HER2 epitopes recognized by
hypervariable murine
antibody fragment
Human
IgG-1
Trastuzumab:Trastuzumab:
Anticuerpo Humanizado Anti-HER2Anticuerpo Humanizado Anti-HER2
Baselga. Satellite Symposium, 23rd Annual San Antonio Breast Cancer
Symposium 2000.

32. HISTORIA
• La empresa de biotecnología Genentech
desarrolló trastuzumab conjuntamente
con UCLA y obtuvo la aprobación de la
FDA en septiembre de 1998
• La droga fue descubierta por primera vez
por los científicos Dr. Axel Ullrich y Dr. H.
Michael Shepard. En el Centro Integral del
Cáncer Jonsson de la UCLA

33. Historia del desarrollo deTrastuzumabHistoria del desarrollo deTrastuzumab
Phase
III
Human
HER2
gene
cloned
trastuzumab
FDA
approval
9/25/98
Phase
II
Phase I
IND for
rhuMAb
HER2
muMA
b 4D5
1992 1993 1994 19971995 1996 19981985 199119901981 1987
Association
of HER2 with
poor clinical
outcome
Murine
HER2/n
eu gene
cloned

35. Biologia de Her2 RTKs
Familia HER, tambien conocida como familia ErbB
– HER1, HER2, HER3, HER4
– Kinasa con receptor Transmembrana con dominio
extracelular
– Ligandos identificados para todos los factores de
cto especificos para el receptor, pero los HER2
son Activados por moleculas HER
• Ligando unidos sobre dimeros
• Resulta en señal transducción y cto celular
Slamon D, et al. N Engl J Med. 2001;344:783-792. Valabrega G, et al. Ann Oncol.
2007;18:977-984. Pegram MD, et al. Semin Oncol. 2000;27(suppl 11):21-25. 3.

38. Receptor HER2/neu
• Los receptores HER son
proteínas que se
incrustan en la
membrana celular y
comunican las señales
moleculares desde fuera
al interior de la célula.
• Regulan el crecimiento
celular, la supervivencia,
adhesión, migración y
diferenciación celular
• En CM esta amplificado

39. Estructura del receptor de la
familia HER
• Familia receptores HER,
existe sobre la superficie
de las celulas y contiene
dominios extracelular,
transmembrana, e
intracelular (tirosina
kinasa)
•Estos dominios son
responsables de los
diferentes aspectos de las
vias de señalización HER
1. Burgess AW, Cho HS, Eigenbrot C, et al.
Mol Cell. 2003;12:541-542.

40. Componentes de los receptores de
la familia HER

41. Activación de receptores HER tiene
numerosos efectos celulares y es un
complejo proceso
•Activación del receptor es un complejo
proceso multipasos
1. Ménard S, Tagliabue E, Campiglio M, Pupa SM. J Cell Phys. 2000;182:150-162. 2. Sliwkowski MX. In: Harris JR, Lippman ME, Morrow M, Osborne CK,
eds. Diseases of the Breast. 3rd ed. Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins; 2004:415-426. 3. Olayioye MA, Neve RM, Lane HA, Hynes NE. EMBO
J. 2000;19:3159-3167.
Role of HER2 gene expression in breast carcinoma. Ménard S, Tagliabue E, Campiglio M, Pupa SM.
Copyright © 2000 J Cell Phys; Reprinted with permission of Wiley-Liss, Inc., a subsidiary of John Wiley & Sons, Inc.

42. Transducción de la señal por la que su familia HER
promueve la proliferación, supervivencia, y la
invasividad
Adapted from Hudis. N Engl J Med. 2007;357:39
Akt
SOS
RAS
RAF
MEK
VEGF
MAPK P
P
P
P
Receptor specific
ligands HER1, HER2,
HER3*, or HER4
HER2
HER1
(EGFR)
HER2
HER4
HER3
Tyrosine kinase
domains
Plasma
membrane
PI3K
Cell proliferation
Cell survival
Cell mobility and invasiveness
Cytoplasm
Nucleus
Transcription

44. Regulación del receptor a través de
internalización
•La internalización
del receptor es un
regulador importante
de su familia de
señalización en las
células normales, y
se altera en la celula
de cancer
: 1. Sliwkowski MX. In: Harris JR, Lippman ME, Morrow
M, Osborne CK, eds. Diseases of the Breast. 3rd ed.
Philadelphia, PA: Lippincott Williams & Wilkins;
2004:415-426.
Adapted with permission from Lippincott Williams & Wilkins. Sliwkowski MX. In: Harris JR,
Lippman ME, Morrow M, Osborne CK, eds. Diseases of the Breast. 3rd ed. Philadelphia, PA:
Lippincott Williams & Wilkins; 2004:415-426.

49. • Localizado en el cromosoma 17q
• Receptor factor de crecimiento
transmembrana Tirosina kinasa
• Miembro de la familia de genes EGFR
• En 85% de 120 publications (> 20,000 total
pacientes), anormal expresion HER2 ha sido
asociada a resultado adverso en cancer de
mama
Antecedentes Gen HER2 :Antecedentes Gen HER2 :
Ross and Fletcher. Semin Cancer Biol. 1999;9:125.
Pegram and Slamon. Semin Oncol. 2000;27(suppl 9):13.
Data on file, Genentech BioOncology.

50. Normal (1x)
~ 25,000-50,000
HER2 receptors
Overexpressed
HER2 (10-100x)
up to ~
2,000,000
HER2 receptors
Excessive cellular
division
HER2 Sobre-expresión en cancer
de mama
Pegram MD, et al. Cancer Treat Res. 2000;103:57-75.
Ross JS, et al. Am J Clin Pathol. 1999;112(suppl 1):
Slamon DJ, et al. Science. 1987;235:177-182.
HER2 es sobre-expresado en 25% de
cancer de mama

51. Sobreexpresión HER2
• El gen HER2 (también conocido como HER2/neu y el
gen ErbB2) se amplifica en el 20-30% de las primeras
etapas el cancer de mama.
• En las células de cáncer, la proteína HER2 se puede
expresar de hasta 100 veces más que en las células
normales (2 millones frente a 20.000). Esta
sobreexpresión conduce a la señalización proliferativa
fuerte y la formación del tumor.
• La sobreexpresión de HER2 también causa la
desactivación de los puestos de control, lo que permite
aumentos aún mayores en la proliferación.

52. HER2 Sobre-expresión acorta la
sobrevida
Amplificacion
Oncogen HER2
Sobre-expresión
oncoproteina HER2
Acorta la sobrevida
Media despues del
Dx
HER2 overexpressingSlamon DJ, et al. Science.
1987;235:177-182. Slamon DJ, et
al. Science. 1989;244:707-712.

53. SOBRE-EXPRESIÓN AMPLIFICACIONSOBRE-EXPRESIÓN AMPLIFICACION
(PROTEINA) (DNA)(PROTEINA) (DNA)
Metodos para evaluar el estado HER2
IHCIHC FISHFISH

56. Metodos para evaluar el estado HER2

57. ASCO/College of American
Pathologists Guidelines for HER2
Testing in Breast Cancer
• Positivo para HER2 es o (IHC) HER2 3+
(definida como una intensa tinción
uniforme membrana de> 30% de las
células tumorales invasoras) o FISH
amplificado (relación de HER2 a CEP17
de> 2,2 o medio de copias del gen HER2
número> 6 señales / núcleo de esos
sistemas de prueba sin sonda de control
interno)

58. • Equívoco para HER2 se define como IHC 2 + o
relación de FISH de 01.08 a 02.02 o número
medio de copia del gen HER2 4-6 señales /
núcleo para sistemas de prueba y sin una sonda
de control interno
• Negativo para HER2 se define como IHC 0-1 +
o FISH proporción de <1,8 o promedio en
número de copias del gen HER2 de <4 señales /
núcleo para sistemas de prueba y sin una sonda
de control interno

61. Trastuzumab: Mecanismo de
acción

63. Mecanismo de acción
• Trastuzumab se une al
dominio del IV segmento
extracelular del receptor
HER2/neu.
• Las células detienen su
proliferación en fase G1
del ciclo.
• Aparentemente regula
negativamente la
expresión de Her2/neu e
impide su dimerización

65. 1. trastuzumab mediado por citotoxicidad
celular dependiente de AC (ADCC)
Una vez unido al dominio Fc de
trastuzumab, las células NK liberan
sustancias
Que perforan la membrana de las
células tumorales y promueven la
muerte celular
Nahta R, Esteva FJ. Breast Cancer Res 2006; 8: 215
Clynes RA, et al. Nat Med 2000; 6: 443-446
Gennari R, et al. Clin Cancer Res 2004; 10: 5650-5655
Arnould L, et al. Br J Cancer 2006; 94: 259-267

66. 2. Trastuzumab previene la
formación de p95HER2
Formación de fragmento p95
activo, a través de la escisión
proteolítica del dominio
extracelular de HER2
Es prevenido por trastuzumab
Molina MA, et al. Cancer Res 2001; 61: 4744-4749
Nahta R, Esteva FJ. Cancer Lett 2006; 232: 123-138

67. 3. Trastuzumab bloquea proliferación
de células HER2-activadas
Trastuzumab interrumpe este
proceso
Señalización HER2 induce
proliferación celular
Nahta R, Esteva FJ. Cancer Lett 2006; 232: 123-138
Fry MJ. Breast Cancer Res 2001; 3: 304-312
Gershtein ES, et al. Clin Chim Acta 1999; 287: 59-67
Yakes FM, et al. Cancer Res 2002; 62: 4132-4141
Longva KE, et al. Int J Cancer 2005; 116: 359-367

68. 4. Trastuzumab inhibe angiogenesis
regulada por HER2
Trastuzumab inhibe este proceso
Señal HER2 induce angiogenesis
Izumi Y, et al. Nature 2002; 416: 279-280
Nahta R, Esteva FJ. Cancer Lett 2006; 232: 123-138
Wen XF, et al. Oncogene 2006; 25: 6986-6996
Klos KS, et al. Cancer 2003; 98: 1377-1385

69. Trastuzumab: 1 target
4 mecanismos de acción
Prevención de formación de p95HER2
Inhibition of cell proliferation
Activación de ADCC
Inhibición de angiogenesis regulada por HER2
bloquea proliferación de células HER2-
activadas

71. HER2
HerceptinTumour
cell
+
ADCC es una llave del mecanismo de
actividad antitumor in vivo del Herceptin
ADCC
FcgRIII
NK cell
• Una vez unido al HER2, el dominio Fc Herceptin recluta células inmunes
para atacar y destruir el tumor

73. • Trastuzumab con quimioterapia ha demostrado
incrementar la supervivencia y la tasa de
respuesta en pacientes con cáncer de mama
metastático Her2 positivo
• Un 70% de pacientes Her2 + no responden al
tratamiento.
• La resistencia se desarrolla rápidamente,
aparentemente por downregulation de
intermediarios intracelulares de la señal del
Her2 al núcleo

74. Mecanismos establecidos de
resistencia a la quimioterapia
• La captación del fármaco alterada
• Flujo de salida de la droga activa, por ejemplo, por los
transportadores ABC (P-glicoproteína, MDR2, BCRP,
MRP1-6 etc)
• Aumento del metabolismo del fármaco por ejemplo,
por enzimas P450
• Alteraciones de la diana intracelular, por ejemplo, la
tubulina
• La regulación en alza por reparación del ADN en las
células tumorales
• La regulación en alza por vías de señalización, por
ejemplo, genes Anti-apoptóticos (Bcl-2, XIAP etc)

75. Mecanismos hipotéticos de
resistencia a Herceptin (1)
• La selección de células HER2 negativo en un tumor
heterogéneo
– Cto de tumores HER2 negativos a partir de una
población de células tumorales originalmente mixta
• Interacción defectuosa de Herceptin con HER2
– Enmascaramiento de epítope ligando de Herceptin a
HER2
– Las alteraciones epítope ligando de Herceptin a HER2
– Pérdida de HER2 ECD por inico alternativo de
translación en el gen HER2
Kunitomo et al 2004; Nagy et al 2005;
Tanner et al 2004; Stephens et al 2004;
Stephens et al 2005; Anido et al 2006
HER2, human epidermal growth factor receptor 2;
ECD, extracellular domain

76. Mecanismos hipotéticos de
resistencia a Herceptin (2)
• Los cambios en las proteínas de señalización rio abajo que finalmente desconectan la regulación
del crecimiento de HER2
–Mutaciones PIK3CA resultando en PI3-quinasa activa
–Pérdida de la función PTEN conduce a actividad de señalización persistente a través de la
PI3K / Akt vía de supervivencia
–Cambios en el inhibidor de quinasa dependiente de ciclina p27kip1
Berns et al 2007; Nagata et al 2004; Crowder et al 2004;
Pandolfi 2004; Kute et al 2004; Nahta et al 2004

83. FARMACOLOGIA
• El método usual de la administración
es dar una dosis de carga de 4 mg /
kg
por vía intravenosa mediante infusión
de 90 minutos seguida de una dosis
de mantenimiento de la 2 mg / kg
semanales de una infusión de 30
minutos.
• Vida media de unos 6 días

84. • La disposición de los anticuerpos no
se ve afectada por edad o la función
renal.
• La coadministración con taxanos
aumenta la concentración de los
anticuerpos (aproximadamente un
50% más); otros agentes
quimioterapéuticos de uso común en
el cáncer de mama no alteran el
aclaramiento de trastuzumab

85. Efectos adversos
• Fiebre, escalofrios, nauseas, exantemas.
• Disfunción cardíaca en 2 a 7% de los
casos, requiere monitoreo de función
cardíaca y ecocardiograma
• Se evalúa riesgo beneficio cuando hay
patología cardíaca preexistente.
• El riesgo se incrementa cuando se
administra junto con antraciclina.

86. Nuevas terapias anti-HER2:
Baselga J Ann Oncol 2010;21:vii36-vii40