BRAF beim Melanom: Pathogenese, Diagnose, Hemmung und Resistenz

Abstract

Seit der ersten Entdeckung, dass eine Untergruppe von Patienten mit kutanem Melanom BRAF-Mutationen aufweist, hat sich die Forschung auf die Bestimmung der pathologischen Folgen von BRAF-Mutationen, die Optimierung von Diagnosetechniken zur Identifizierung dieser Mutationen und die Entwicklung von therapeutischen Maßnahmen zur Hemmung der Funktion dieses Targets in Tumoren mit Mutationen konzentriert. In jüngster Zeit wurden Fortschritte erzielt, die den Behandlungsstandard für Patienten mit BRAF-mutiertem Melanom revolutionieren. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die pathogenen Auswirkungen mutierter BRAF-Signale, die neuesten molekularen Testmethoden zum Nachweis von BRAF-Mutationen und die neuesten klinischen Daten zu BRAF-Signalweg-Inhibitoren bei Patienten mit Melanom und BRAF-Mutationen. Schließlich werden neue Mechanismen der Resistenz gegen BRAF-Inhibitoren und Möglichkeiten zur Überwindung dieser Resistenz diskutiert.

1. Einleitung

Das Melanom ist derzeit die fünfthäufigste und siebthäufigste Krebserkrankung bei amerikanischen Männern bzw. Frauen. Darüber hinaus ist die Inzidenz des Melanoms in den letzten 60 Jahren dramatisch gestiegen und hat schneller zugenommen als alle anderen soliden Tumoren. Obwohl die meisten Patienten im Frühstadium mit einer chirurgischen Resektion erfolgreich behandelt werden können, entwickeln viele von ihnen eine gestreute Erkrankung. Die Prognose für Patienten mit Fernmetastasen des Melanoms ist düster, und trotz der Standardbehandlung sterben mehr als 95 % der Patienten mit Melanom im Stadium IV innerhalb von fünf Jahren, und die meisten Patienten erliegen innerhalb eines Jahres.

In jüngster Zeit haben präklinische Entdeckungen zu bedeutenden Fortschritten im Verständnis der wichtigsten molekularen Signalereignisse geführt, die der Pathogenese des Melanoms zugrunde liegen. Vor allem hat sich gezeigt, dass ein hoher Prozentsatz der Tumoren melanozytären Ursprungs aktivierende BRAF-Mutationen aufweist, die zu seiner konstitutiven Aktivität führen. Etwa 70-80 % der erworbenen melanozytären Nävi und 40-60 % der malignen Melanome enthalten eine BRAF-Mutation, von denen die überwiegende Mehrheit zu einer einzigen Aminosäureveränderung am Codon 600 (BRAFV600E) führt. Die daraus resultierende unkontrollierte, konstitutive Aktivierung der extrazellulären signalregulierten Kinase (ERK) führt zur Förderung des Zellwachstums und zur Verhinderung der Apoptose und schließlich zur Umwandlung in ein Melanom. Diese verstärkte Signalübertragung macht die mutierten Zellen jedoch auch anfällig für den Einsatz von niedermolekularen Inhibitoren, die auf verschiedene Vermittler des BRAF-Signalwegs abzielen.

2. RAF-Signalübertragung und Pathogenese des Melanoms

Die Interaktion zwischen einem Wachstumsfaktorrezeptor und seinem Liganden löst normalerweise eine Reihe von Ereignissen aus, die das Zellwachstum und das Überleben fördern. Die Mitglieder der RAS-Familie sind GTPasen, die als kritische Vermittler bei der Übertragung solcher Signale fungieren. Obwohl RAS eine wichtige Rolle bei der Homöostase des normalen Zellumsatzes, des Zelltods und des Überlebens spielt, wurden aktivierende Mutationen in Mitgliedern der RAS-Familie (HRAS, KRAS und NRAS) identifiziert und mit verschiedenen menschlichen Malignomen in Verbindung gebracht. Beim Melanom wurden NRAS-Mutationen in 10-25 % der Tumorproben identifiziert, und es wird angenommen, dass sie eine wichtige Triebkraft der Onkogenese bei diesen Patienten sind. Die Onkogenese wird durch die Hochregulierung mehrerer nachgeschalteter Signalmechanismen vermittelt, insbesondere der Mitogen-aktivierten Proteinkinase (MAPK) und der Phophatidy-Inositol-3-Kinase (PI3K)-Signalwege .

Aktiviertes RAS löst durch Interaktionen mit den RAF-Onkoproteinen (BRAF und CRAF) eine Aktivierung des MAPK-Signalwegs aus, was zur Einleitung einer progrowth-Signalkaskade führt . Es ist unklar, ob es BRAF oder CRAF ist, das das Signal von mutiertem NRAS an MEK weiterleitet, aber die überwiegende Zahl der Beweise deutet darauf hin, dass CRAF der primäre Vermittler ist. RAF interagiert mit der MAPK/ERK-Kinase (MEK) und löst dadurch eine MEK-Phosphorylierung aus, die wiederum zu einer aktivierenden Phosphorylierung von ERK führt. Die Aktivierung von ERK führt zu einem wachstumsfördernden und transformierenden Signal, das für die Pathogenese vieler bösartiger Erkrankungen entscheidend zu sein scheint. Dieser Signalweg kann durch eine der beiden RAF-Isoformen, BRAF oder CRAF, ausgelöst werden, wobei CRAF auch überlebensfördernde Wirkungen hat, unter anderem durch die Hochregulierung der anti-apoptotischen Proteine Nuclear Factor Kappa B (NF-κB) und B-Zell-Leukämie 2 (BCL-2). Interessanterweise hat aktiviertes BRAF, anders als CRAF, keine anderen bekannten Substrate. BRAF-mutierte Melanome signalisieren daher ausschließlich über MEK und anschließend ERK, was zur Onkogenese führt. Diese Eigenschaft macht diese Tumore besonders empfindlich gegenüber potenten Inhibitoren des MAPK-Signalwegs.

3. Diagnostik/Nachweis

Seit der Identifizierung von aktivierenden BRAF-Mutationen in Melanomen hat sich die Technologie für den Nachweis drastisch verbessert. Für die Standard-Mutationstests auf BRAF in Tumorgewebe werden in der Regel Techniken wie die bidirektionale direkte Fluoreszenzsequenzierung und die allelspezifische Polymerase-Kettenreaktion eingesetzt, die im Handel erhältlich sind und eine hohe Spezifität aufweisen. Die Sensitivität dieser Assays ist jedoch insofern begrenzt, als sie die Mutation nur dann nachweisen können, wenn die Tumorzellen >5-10% der zur genetischen Analyse eingereichten Probe ausmachen. Während dieser Empfindlichkeitsgrad in der Regel ausreicht, um das Vorhandensein der BRAFV600E-Mutation in einem homogenen Tumorknoten nachzuweisen, ist er wahrscheinlich nicht empfindlich genug, um einige wenige Tumorzellen vor dem Hintergrund eines hohen Prozentsatzes an stromalen oder lymphatischen Elementen, infiltrierenden Lymphozyten oder peripheren Blutzellen zu erkennen.

Eine Sorge im Hinblick auf den Einsatz von Mutationsnachweisverfahren mit erhöhter Empfindlichkeit ist, dass ein positiver Test tatsächlich den Nachweis einer kleinen Untergruppe von mutierten Zellen widerspiegeln könnte. Während dies interessante wissenschaftliche Konsequenzen haben könnte, ist die klinische Relevanz eines Tumors, der eine kleine Menge mutierter BRAF-Zellen enthält, gleich Null, da diese Patienten voraussichtlich nicht von BRAF-Inhibitoren profitieren würden. Diese Sorge ist berechtigt, da bei primären Melanomen eine Tumorheterogenität beschrieben wurde. Darüber hinaus werden BRAF-Mutationen zwar bei der großen Mehrheit der melanozytären Nävi, der Melanome in der vertikalen Wachstumsphase und der metastasierenden Melanome festgestellt, aber nur selten bei Melanomen in der radialen Wachstumsphase (10 %), bei denen man davon ausgeht, dass es sich um die erste bösartige Läsion vor einer offen invasiven Läsion handelt. Dies deutet darauf hin, dass die BRAF-Mutation beim frühen Melanom ein erworbenes Ereignis sein könnte, das zur klonalen Expansion und zum Fortschreiten des Tumors führt. Eine solche Polyklonalität wurde weder bei einzelnen metastasierenden Tumoren noch bei der Entnahme von Tumoren an mehreren Stellen bei einzelnen Patienten festgestellt. Die Anwendung der Mutationsanalyse mit erhöhter Sensitivität besteht jedoch nicht nur in der Untersuchung von Tumorproben, sondern auch im Nachweis einer kleinen Anzahl repräsentativer Tumorzellen vor dem Hintergrund nicht bösartiger Zellen, z. B. in Lymphknoten und peripherem Blut.

Es wurden fortschrittlichere Techniken und Assays entwickelt, die entweder eine erhöhte Sensitivität bieten oder die Notwendigkeit einer erhöhten Sensitivität überflüssig machen. Diese Tests der nächsten Generation ermöglichen eine genauere Untersuchung von Proben, die nur eine geringe Menge an Tumor enthalten, sowie den Nachweis von Mutationen in verschiedenen Bestandteilen des peripheren Blutes (d. h. Lymphozyten, mononukleäre Zellen, Plasma, Serum). Die Nützlichkeit vieler dieser Tests wurde an Proben von Melanompatienten mit unterschiedlichen Ergebnissen untersucht.

Amplifikationsrefraktäre Mutationssysteme (ARMS) sind eine kürzlich beschriebene, allelspezifische Technik, die im Vergleich zur Standard-DNA-Sequenzierung von formalinfixiertem, in Paraffin eingebettetem (FFPE) Gewebe eine höhere Empfindlichkeit aufweist (in der Lage, Mutationsproben mit 1 % mutierter Zellen zu erkennen). Ein weiterer Ansatz, der die Sensitivität für den Mutationsnachweis deutlich erhöht, ist die Verwendung von Assays, die selektiv mutierte DNA/RNA in einer Probe amplifizieren. Mit einer Kombination aus allelspezifischen Primern und Locked-Nucleic-Acid-Primern ist der Nachweis von 10 Melanomzellen in 1 ml Blut beschrieben worden. Ein dritter Ansatz zur Erhöhung der Sensitivität des Mutationsnachweises ist Berichten zufolge in der Lage, eine mutierte Zelle in tausend nicht mutierten Zellen nachzuweisen, wobei eine einzigartige Restriktionsenzymstelle in den Wildtyp-Allelen genutzt wird, die den Verdau der Wildtyp-Allele und damit die Anreicherung der mutierten Allele ermöglicht. Schließlich führt die Einbeziehung der COLD-PCR zu einer nahezu Verdoppelung der Sensitivität beim Nachweis von BRAF-Mutationen aus FFPE-Gewebe im Vergleich zur Standard-Sequenzierung und Pyrosequenzierung .

Neben neuen Technologien (ARMS) und Modifikationen von Routineverfahren, die zu einer höheren Sensitivität des Mutationsnachweises führen, verändert auch die Anwendung von Standardassays auf zuvor nicht getestete Proben die Art und Weise, wie wir an BRAF-Tests herangehen. Es wurde über BRAF-Analysen an freier DNA im Serum und Plasma berichtet sowie über den Nachweis von BRAF-Mutationen an isolierten, zirkulierenden Tumorzellen (CTCs). Obwohl die BRAF-Analyse von CTCs, Serum und Plasma möglich zu sein scheint, ist noch nicht abzusehen, ob einer oder mehrere dieser Tests routinemäßig in der Klinik eingesetzt werden oder ob dies nur ein experimenteller Ansatz bleiben wird.

Während die Rolle der standardmäßigen und experimentellen Molekulardiagnostik genutzt wird, um spezifische Mutationen von Interesse (d.h. BRAFV600E) sowohl im Gewebe als auch im Blut zu identifizieren, kann es sich auch lohnen, auf andere Mutationen und Anomalien zu testen, da diese die Empfindlichkeit gegenüber einer bestimmten Behandlung anzeigen können. So wird beispielsweise die MassARRAY-Technologie von Sequenom zur Abfrage größerer Panels onkogener Mutationen eingesetzt, wobei eine Primer-Verlängerungsreaktion mit anschließender Massenspektrometrie zum Nachweis der Produkte und zur Identifizierung von Mutationen mit potenziellen klinischen Folgen verwendet wird. Die vergleichende Genom-Hybridisierung mit Arrays (aCGH) bietet die Möglichkeit, das gesamte Genom auf Veränderungen der Kopienzahl zu untersuchen, einschließlich Amplifikationen und Deletionen, die die Empfindlichkeit gegenüber einer gezielten Therapie erhöhen können. Alle diese Technologien sind jedoch insofern begrenzt, als sie nur bekannte, vorselektierte Anomalien identifizieren können. Die Ganzgenomanalyse (WGA) hat das Potenzial, nicht nur alle oder die meisten dieser Modalitäten und Tests auf einer einzigen Technologieplattform zu konsolidieren, sondern auch zusätzliche genetische Veränderungen außerhalb der Designparameter dieser anderen Tests zu identifizieren. WGA bietet auch die Möglichkeit, bisher unbekannte (vielleicht patientenspezifische) Mutationen in Melanomgenomen aufzudecken und zu untersuchen, ob bestimmte Profile von Mutationen oder Polymorphismen den Nutzen einer bestimmten Therapie (z. B. BRAF-Inhibitoren, HD IL-2) vorhersagen können. Der klinische Nutzen dieser „Next Generation“-Tests für die Behandlung von Melanompatienten ist jedoch völlig unbekannt.

4. Inhibitoren des RAF-Signalwegs (weniger bis spezifischere Inhibitoren von mutiertem BRAF, CRAF, MEK, vielleicht auch ERK)

Eine Reihe von niedermolekularen Inhibitoren wurde entwickelt, die mit unterschiedlicher Selektivität auf Wildtyp-BRAF, BRAFV600E, andere mutierte BRAF (an der Position 600 und 601) und CRAF abzielen. Darüber hinaus werden auch Hemmstoffe für die nachgeschalteten Mediatoren der RAF-Aktivierung, nämlich MEK und ERK, entwickelt. In diesem Abschnitt werden nur Wirkstoffe behandelt, die klinisch getestet wurden und über die öffentlich berichtet wurde.

5. BRAF-Hemmer

5.1. Sorafenib

Sorafenib, ein multizentrischer Tyrosinkinase-Inhibitor von BRAF, CRAF, PDGFR (Platelet-Derived Growth Factor Receptor), VEGFR 2 (Vascular Endothelial Growth Factor Receptor), p38 und CKIT, war der erste RAF-Inhibitor, der aktiv bei Patienten mit Melanom untersucht wurde, da er im selben Jahr, in dem BRAF-Mutationen erstmals gemeldet wurden, für Phase-II-Tests verfügbar war. Leider war der klinische Nutzen von Sorafenib enttäuschend, obwohl es in zahlreichen Phase-I-, Phase-II- und Phase-III-Studien als Einzelwirkstoff und in Kombination mit Chemotherapie untersucht wurde. In einer Einzelwirkstoffstudie mit Sorafenib beispielsweise betrug das mediane progressionsfreie Überleben bei Patienten mit Melanom 11 Wochen. Sechs Patienten (16 %) hatten nach 6 Monaten eine stabile Erkrankung, die in einigen Fällen mehr als 12 Monate anhielt. Allerdings hatte nur einer der 37 Patienten in der Studie ein nach den RECIST-Kriterien (Response Evaluation Criteria in Solid Tumor) definiertes Tumoransprechen.

Auf diese Studie folgten mehrere Versuche mit Sorafenib in Kombination mit verschiedenen zytotoxischen Wirkstoffen, wobei die am besten untersuchte Kombination Sorafenib, Carboplatin und Paclitaxel war. Erste vielversprechende Ergebnisse dieser Kombination wurden in einer Phase-I-Studie mit Sorafenib in Kombination mit Carboplatin und Paclitaxel bei Patienten mit soliden Tumoren beschrieben, an der 24 Patienten mit fortgeschrittenem Melanom teilnahmen. Zehn Patienten mit Melanom (42 %) erreichten ein objektives Ansprechen, und weitere 11 Patienten (46 %) hatten eine stabile Erkrankung auf der Grundlage von RECIST. Das mediane progressionsfreie Überleben betrug 43,7 Wochen. Diese vielversprechenden Ergebnisse führten zu einer Phase-III-Studie, in der Carboplatin/Paclitaxel ± Sorafenib bei Patienten mit Melanomen, die nach einer Temozolomid- oder DTIC-Therapie fortgeschritten waren, verglichen wurde. An dieser Studie (PRISM-Studie) nahmen 270 Patienten teil, und es zeigte sich kein Nutzen für die Zugabe von Sorafenib zu Carboplatin/Paclitaxel in dieser Patientenpopulation in der Zweitlinientherapie. Die Kombination von Carboplatin/Paclitaxel und Sorafenib wurde auch in einer placebokontrollierten, randomisierten Phase-III-Studie, die im Rahmen der United States Intergroup (E2603) durchgeführt wurde, mit Carboplatin/Paclitaxel in einer therapienaiven Population von Patienten mit fortgeschrittenem Melanom verglichen. An dieser Studie nahmen 800 Patienten teil, und es wurde kein Vorteil für den Zusatz von Sorafenib in Bezug auf das mediane PFS oder OS festgestellt.

5,2. BRAF-Inhibitoren mit höherer Potenz (PLX4032, GSK2118436)

Eine wichtige Erklärung für die Unwirksamkeit von Sorafenib als Einzelwirkstoff bei Patienten mit Melanom ist seine Unfähigkeit, BRAF vollständig zu hemmen, insbesondere BRAF mit der V600E-Mutation. Andere BRAF-Inhibitoren wie PLX-4032 und GSK2118436 wurden entwickelt und sind wirksamere und selektivere Inhibitoren von mutiertem BRAF als Sorafenib. Diese verstärkte Hemmung von BRAFV600E hat vorhersehbar zu einer verbesserten klinischen Aktivität dieser Wirkstoffe im Vergleich zu Sorafenib geführt.

5.3. Vemurafenib

Vemurafenib war der erste hochwirksame BRAF-Inhibitor, der die Phase I abgeschlossen und einen signifikanten klinischen Nutzen gezeigt hat. In der Phase-I-Studie mit PLX4032 zeigten 11 der 16 Patienten mit Tumoren, die die BRAFV600E-Mutation trugen und in der Dosis-Eskalationsphase eine Dosis von ≥240 mg zweimal täglich erhielten, ein Ansprechen des Tumors, während bei den fünf Patienten mit einem BRAF-Wildtyp-Tumor kein klinisches Ansprechen beobachtet wurde. Darüber hinaus hatten 26 von 32 (81%) Patienten mit BRAFV600E-mutierten Melanomen, die in einer Expansionskohorte mit der empfohlenen Phase-II-Dosis von 960 mg zweimal täglich behandelt wurden, ein klinisches Ansprechen, darunter zwei Patienten, die ein komplettes Ansprechen (CR) erreichten. Das geschätzte mediane PFS betrug sieben Monate, was im Vergleich zu den bisher verfügbaren Therapien für das metastasierte Melanom sehr günstig ist. Darüber hinaus führt die Behandlung mit Vemurafenib zu einer Verringerung der Menge an phosphoryliertem ERK (pERK) in Tumoren, die die BRAFV600E-Mutation enthalten, was mit einem klinischen Ansprechen verbunden ist. Wahrscheinlich fördert diese Hemmung von pERK das Spleißen des proapoptotischen BCL-2-Familienmitglieds BIM und damit die Apoptose von BRAFV600E-Zellen .

Diese Erkenntnisse führten rasch zur Aufnahme einer Phase-II-Studie mit einem einzigen Wirkstoff (BRIM2) und einer randomisierten kontrollierten Phase-III-Studie (BRIM3). In die Phase-II-Studie wurden 132 Patienten mit fortgeschrittenem Melanom aufgenommen, die zuvor eine Therapie erhalten hatten. Die objektive Ansprechrate (ORR) lag bei 53 % mit einer CR-Rate von 5 %, und das progressionsfreie Überleben betrug 6,7 Monate. In der Phase-III-Studie wurden 675 Patienten mit fortgeschrittenem Melanom randomisiert und erhielten entweder Vemurafenib oder Dacarbazin als Erstlinientherapie. Bei der ersten Zwischenanalyse zeigte sich, dass die Behandlung mit Vemurafenib mit einer signifikanten Verringerung des Sterberisikos und des Risikos des Fortschreitens der Erkrankung (Verringerung um 63 %) sowie mit einer wesentlich höheren ORR (48 % gegenüber 5 %) verbunden war. Diese Ergebnisse bildeten die Grundlage für die FDA-Zulassung von Vemurafenib im August 2011.

5.4. GSK2118436

GSK2118436 ist ein zweiter hochwirksamer BRAF-Inhibitor, der eine beträchtliche klinische Aktivität gezeigt hat. In einer Phase-I/II-Studie wurde ähnlich wie bei PLX4032 bei Patienten mit der BRAFV600E-Mutation, die mit den beiden höchsten Dosierungen (150 mg zweimal täglich und 200 mg zweimal täglich) behandelt wurden, eine hohe Ansprechrate erzielt (10/16 Patienten, 63 %). Von den acht Patienten mit Nicht-BRAFV600E-Mutationen (V600K, V600G und K601E), die mit einer Dosis von ≥100 mg zweimal täglich behandelt wurden, sprachen drei teilweise an. Beide Patienten mit BRAFK601E schritten nach dem ersten Restaging fort, was darauf hindeutet, dass nur Patienten mit BRAF-Mutationen an der Position 600 auf die Therapie ansprechen.

6. MEK-Inhibitoren

Inhibitoren von MEK, dem nachgeschalteten Vermittler der RAF-Aktivierung und dem einzigen bekannten BRAF-Substrat, haben sich in präklinischen Studien beim Melanom als vielversprechend erwiesen und werden inzwischen mit einigen ermutigenden Ergebnissen auch in der Klinik untersucht. MEK-Inhibitoren könnten auch bei Patienten mit BRAFV600E-Mutation am nützlichsten sein, da der Mutationsstatus stark mit dem Ansprechen auf MEK-Inhibition in murinen Melanom-Xenograft-Modellen korreliert.

6.1. AZD6244

Zwei Phase-I-Studien mit AZD6244, an denen Patienten mit fortgeschrittenen soliden Tumoren teilnahmen, zeigten, dass dieser Wirkstoff gut verträglich ist und eine gewisse Antitumoraktivität bei Patienten mit Melanomen aufweist. In der ersten Studie erreichten drei von acht Patienten mit fortgeschrittenem Melanom, die mit AZD6244 behandelt wurden, ein teilweises Ansprechen; der BRAF- und NRAS-Mutationsstatus war nicht verfügbar. In der zweiten Phase-I-Studie wurde bei vierzehn Patienten mit Melanom nur ein Ansprechen beobachtet, obwohl dieser Patient zum Zeitpunkt der Veröffentlichung eine dokumentierte BRAF-Mutation und ein vollständiges Ansprechen seit über zwei Jahren aufwies .

Außerdem hat AZD6244 in Mausmodellen vielversprechende Ergebnisse gezeigt, insbesondere in Kombination mit Chemotherapie, was die Voraussetzungen für Kombinationsstudien schafft. Darauf aufbauend wurde eine Pilotstudie mit AZD6244 in Kombination mit Dacarbazin, Docetaxel oder Temsirolimus bei Patienten mit fortgeschrittenem Melanom durchgeführt. Es wurden achtzehn Patienten behandelt, bei denen der BRAF- und NRAS-Mutationsstatus bekannt war. Bei fünf von neun Patienten (55 %) mit einer BRAF-Mutation wurde ein klinisches Ansprechen beobachtet, während bei keinem der neun Patienten ohne BRAF-Mutation, darunter vier Patienten mit einer NRAS-Mutation, ein Ansprechen beobachtet wurde. Darüber hinaus war die Zeit bis zum Fortschreiten der Krankheit bei Patienten mit BRAF-Mutation deutlich kürzer als bei Patienten ohne BRAF-Mutation (Median 31 Wochen gegenüber 8 Wochen).

6.2. GSK1120212

GSK1120212 ist ein reversibler, selektiver MEK1/MEK2-Inhibitor, der sich in einer Phase-I-Studie als Einzelwirkstoff bei Patienten mit fortgeschrittenem, BRAFV600E-mutiertem Melanom als wirksam erwiesen hat. Im Einzelnen hatten acht von 20 Patienten mit BRAF-mutiertem Melanom, die mit GSK2110212 behandelt wurden, ein bestätigtes Ansprechen, wobei zwei Patienten eine CR erreichten. Interessanterweise hatten zwei von 22 Patienten mit BRAF-Wildtyp unter der Behandlung eine PR, was darauf hindeutet, dass einige Melanomtumore trotz fehlender BRAF-Mutation von der ERK/MAP-Kinase-Signalübertragung abhängig sind.

6.3. PD-0325901

An einer Phase-I-Studie mit PD-0325901 nahmen 48 Patienten mit fortgeschrittenem Melanom teil, von denen 3 (6%) einen bestätigten PR hatten, 10 (21%) hatten eine stabile Erkrankung für ≥4 Monate, und insgesamt 15 (31%) Patienten zeigten eine Verringerung der Ki-67-Tumorfärbung. Daten zur Mutationsanalyse bei diesen Patienten wurden nicht vorgelegt.

6.4. AS703026

Ähnliche Ergebnisse wurden kürzlich mit AS703026, einem starken MEK1/2-Inhibitor, berichtet. In der Phase-I-Studie hatten drei von acht Patienten ein teilweises Ansprechen auf die Behandlung mit einem von zwei Behandlungsschemata. Über den Mutationsstatus der Melanompatienten wurde nicht berichtet.

Die klinischen Daten zu MEK-Inhibitoren sind zwar ermutigend, aber noch recht vorläufig. Der wahre Wert dieser Wirkstoffe muss erst in Phase-II- und Phase-III-Studien bei Patienten mit BRAF-mutiertem Melanom ermittelt werden. Eine solche Studie, die derzeit läuft, ist eine randomisierte Phase-III-Studie mit GSK1220212 im Vergleich zu einer Chemotherapie (entweder Dacarbazin oder Paclitaxel) bei Patienten mit Melanomen, die BRAF-Mutationen aufweisen (NCIT01245062).

7. Neue Mechanismen der Resistenz gegen die BRAF-Hemmung

Wichtig ist, dass die große Mehrheit der Patienten, die mit PLX-4032 als Monotherapie behandelt werden, trotz erfolgreicher Hemmung des BRAFV600E und einer hohen Rate an objektivem Ansprechen zu Beginn der Therapie schließlich ein Fortschreiten der Krankheit zeigen. Vorläufige Studien deuten darauf hin, dass die Resistenz gegen PLX-4032 nicht mit der Entwicklung einer zweiten Mutation zusammenhängt, die die Bindung des Behandlungsmedikaments an BRAF beeinträchtigt, ein Resistenzmechanismus, der bei der gezielten Therapie anderer bösartiger Erkrankungen wie nicht-kleinzelligem Lungenkrebs, chronisch-myelogener Leukämie und gastrointestinalem Stromatumor beobachtet wurde. Stattdessen wird die Resistenz in den meisten Tumoren durch die Reaktivierung des MAPK-Signalwegs auf andere Weise vermittelt.

Aus In-vitro-Studien mit BRAFV600E-mutierten Zellen, die so erzeugt wurden, dass sie eine erworbene Resistenz gegen BRAF-Inhibitoren aufweisen, ergaben sich erste Hinweise darauf, wie BRAF-mutierte Zellen eine BRAF-Inhibition überleben können. Es scheint klar zu sein, dass die Wiederherstellung der MAPK-Signalübertragung die Schlüsselvariable bei der erworbenen Resistenz gegen BRAF-Inhibitoren ist. Dies kann durch die Hochregulierung von Rezeptortyrosinkinasen (z. B. PDGFRB, ERBB2) , die Aktivierung von RAS , die Hochregulierung von CRAF , die Aktivierung der Ser/Thr-MAPK-Kinasen (COT) und die Entwicklung einer sekundären aktivierenden Mutation in MEK erreicht werden. Darüber hinaus ist die Signalübertragung über den PI3K-Signalweg, der durch den Insulin-Wachstumsfaktor-Rezeptor 1 (IGF-1R) initiiert wird, ein alternativer Mechanismus der erworbenen Resistenz, der ebenfalls beschrieben wurde. Jeder dieser Mechanismen wurde in einer kleinen Anzahl von Tumorproben von Patienten untersucht und bestätigt, bei denen zum Zeitpunkt der Resistenz Biopsien durchgeführt wurden, und eine Abhängigkeit von diesen hochregulierten oder mutierten Signalvermittlern wurde nicht nachgewiesen.

Primäre Resistenz gegen die BRAF-Hemmung wird bei weniger als 10 % der Patienten mit BRAF-mutiertem Melanom beobachtet, die mit Vemurafenib behandelt werden. Während es keine Daten aus klinischen Proben gibt, die dabei helfen, die Patienten zu identifizieren, die wahrscheinlich nicht von BRAF-Inhibitoren profitieren, deuten präklinische Studien darauf hin, dass erhöhte CRAF-Werte vor der Behandlung sowie eine CCND1-Amplifikation in Tumoren, die zu einer Überexpression von Cyclin D1 und einer verstärkten CDK4-Expression führt, vielversprechende Biomarker vor der Behandlung sind, die eine weitere Untersuchung wert sind.

In BRAF-Wildtyp-Melanomzellen (BRAFWT) wird der MAPK-Kinase-Signalweg durch Vemurafenib (und das analoge PLX4720) aktiviert, was zu einer Hochregulierung von MEK und ERK und einer verstärkten Proliferation führt. Dies scheint sekundär zur Aktivierung von CRAF mit anschließender nachgeschalteter Signalübertragung durch MEK und ERK zu sein, mit den erwarteten onkogenen Folgen in BRAFWT-Zellen. Darüber hinaus scheint diese CRAF-Aktivierung durch die Bildung eines Heterodimers mit dem BRAFWT-Protein und/oder eines CRAF-Homodimers vermittelt zu werden, was in RAS-mutierten Zellen am deutlichsten ist. Darüber hinaus erhöht PLX4720 die Spiegel des antiapoptotischen BCL-2-Familienproteins MCL-1 in NRAS-mutierten Melanomzellen durch verstärkte Signalübertragung über den MAPK-Signalweg. Es ist zwar klar, dass die CRAF-Aktivierung und die verstärkte Signalübertragung über den MAPK-Signalweg in BRAFWT-Melanomzellen (insbesondere in solchen mit einer NRAS-Mutation) auftreten, die mit BRAF-Inhibitoren wie Vemurafenib und PLX4720 behandelt werden, doch ist die klinische Relevanz dieser Tatsache ungewiss. Insbesondere wird nicht davon ausgegangen, dass die klinisch erworbene Resistenz gegen Vemurafenib ausschließlich auf das Wachstum einer Untergruppe von BRAFWT-Melanomzellen zurückzuführen ist, da die BRAFV600E-Mutation in allen bisher analysierten und gemeldeten Tumoren nachweisbar ist. Tatsächlich scheinen spezifische Veränderungen in BRAFV600E-mutierten Zellen Anpassungen zu ermöglichen, die trotz fortgesetzter BRAF-Inhibition zu erneutem Wachstum führen.

8. Zukünftige Wege

Die Feststellung der Wirksamkeit selektiver BRAF-Inhibitoren und in geringerem Maße auch MEK-Inhibitoren als Einzelwirkstoffe ist ein wichtiger Durchbruch für die Behandlung von Patienten mit BRAF-mutationspositivem Melanom. Obwohl bei den meisten Patienten, die mit diesen Wirkstoffen behandelt werden, ein Therapiefortschritt vorhergesagt wird, trägt die Aufklärung der oben beschriebenen Resistenzmechanismen dazu bei, die künftige sequenzielle und kombinierte Therapie zu steuern. Auf der Grundlage der Erkenntnis, dass die Aktivität des MAPK-Signalwegs beim Melanom nach einer selektiven BRAF-Hemmung reaktiviert wird, läuft derzeit die erste Kombinationsstudie eines selektiven BRAF-Hemmers (GSK2118436) mit einem MEK-Hemmer (GSK1120212), die verträglich zu sein scheint, wenn beide Wirkstoffe in ihrer Standarddosis als Einzelwirkstoff verabreicht werden. Zusätzlich zu dieser Kombination könnten Studien mit selektiven BRAF-Inhibitoren entweder in Kombination mit oder gefolgt von IGF-R1-Antagonisten und anderen Rezeptor-Tyrosinkinase-Inhibitoren aufgrund der Ergebnisse von präklinischen Resistenzmodellen erwartet werden.

Ein weiterer Ansatz zur Steigerung der Wirksamkeit selektiver BRAF-Inhibitoren und MEK-Inhibitoren ist der Zusatz von Wirkstoffen, die die Apoptose verstärken könnten. Ein solcher Wirkstoff ist ABT-263, ein BH3-Mimetikum, das sich derzeit in der klinischen Entwicklung befindet. In präklinischen Studien führte das weniger bioverfügbare homologe BH3-Mimetikum ABT-737 in Kombination mit einem MEK-Inhibitor zu einer erhöhten Sterblichkeit im Vergleich zu einem der beiden Wirkstoffe allein. Ob ABT-263 in Kombination mit MEK- oder selektiven BRAF-Inhibitoren die klinischen Ergebnisse verbessert, ist nicht bekannt, sollte aber vielleicht in einer frühen klinischen Studie untersucht werden.

Neben der Kombinationstherapie mit molekular zielgerichteten Wirkstoffen, die die durch selektive BRAF-Inhibition induzierte Signalübertragung hemmen oder die Apoptose fördern, besteht ein weiterer vielversprechender Ansatz zur Maximierung des Nutzens von BRAF- oder MEK-Inhibitoren darin, diese Wirkstoffe mit einer Immuntherapie zu kombinieren. In jüngster Zeit haben Immun-Checkpoint-Inhibitoren, darunter der monoklonale Anti-CTLA-4-Antikörper Ipilimumab und der monoklonale Anti-PD-Antikörper MDX-1106, bei Patienten mit metastasiertem Melanom eine Wirksamkeit als Einzelwirkstoff gezeigt. Wichtig ist, dass PLX4032 die Funktion der menschlichen T-Lymphozyten (T-Zellen) offenbar nicht beeinträchtigt, während MEK-Inhibitoren dies tun. Außerdem hat sich gezeigt, dass Vemurafenib die Immunerkennung durch antigenspezifische T-Zellen beim Melanom verbessert. Diese Ergebnisse liefern eine Begründung für eine Studie zur Bewertung der Sicherheit und Wirksamkeit einer selektiven BRAF-Hemmung in Kombination mit einer Immuntherapie, einschließlich Ipilimumab, MDX1106 und möglicherweise hochdosiertem IL2.

9. Schlussfolgerungen

Viele Jahre lang hatte man gehofft, dass das wachsende Verständnis der molekularen Signalwege, die an der Melanomentwicklung beteiligt sind, und die zunehmende Verfügbarkeit spezifischer Inhibitoren dieser Signalwege die rationale Entwicklung künftiger Therapien ermöglichen würden. Mit dem Aufkommen von Vemurafenib und GSK2118436, den ersten molekular zielgerichteten Wirkstoffen, die bei einem großen Prozentsatz der Patienten ein Ansprechen des Tumors bewirken, hat ein neuer Ansatz für die Behandlung des Melanoms begonnen. Infolgedessen sollten alle Patienten mit fortgeschrittenem Melanom vor Beginn einer systemischen Therapie eine BRAF-Mutationsanalyse erhalten. Bei den Patienten, deren Tumor eine BRAF-Mutation aufweist, sollte jeder Versuch unternommen werden, diese Patienten mit einem der beiden hochwirksamen BRAF-Inhibitoren zu behandeln. In dem Maße, in dem mehr über die Resistenzmechanismen gegenüber BRAF-Inhibitoren bekannt wird, ist mit der Entwicklung von Kombinationsversuchen mit neuartigen molekular zielgerichteten Therapien zu rechnen; weitere klinische Verbesserungen können nur durch sorgfältig durchgeführte präklinische und klinische Studien ermittelt werden, die Biopsien vor und nach der Behandlung umfassen. Da BRAF als erste Schwachstelle beim Melanom etabliert ist, besteht die Hoffnung, dass ein molekulares Verständnis der Grenzen der BRAF-Hemmung zu weiteren klinischen Vorteilen führen wird.