AportacionesdesdelaAnatomíaPatológicaalaInmuno-Oncología.

Dr.JoseAntúnezLópezServiciodeAnatomíaPatológica

Cáncer y Sistema Inmune

1. Alteración de los mecanismos de presentación antigénica.

2. Secreción de factores inmunosupresores en el microambiente tumoral (citoquinas, TGF-beta, IL10).

3. Reclutamiento de células inhibidoras de la respuesta inmune (células T reguladoras, células mieloides supresoras y células dendríticas plasmocitoides).

4. Supresión de la actividad de las células NK.

5. Inhibición de la respuesta de células T por modulación de las rutas de control de respuesta (checkpoints).

CreeIAetal.Histopathology 69:177-186.2016

Roleofprogramed death receptor1(PDL1)incancer immunology

WhatisPD-1orPD-L1blockingimmunotherapy?

Immunotherapies aredrugsthathelpthenaturalimmuneresponsetorecognizeandfightcancer.

PD-1,programmeddeathprotein-1PD-1istypicallyexpressedonactivatedTcellsandotherimmunecells

thatfightcancerandotherthreatstothebody.1 PD-1interactswithtwoligands,PD-L1andPD-L2.1

PD-L1,programmeddeathproteinligand-1PD-L1istypicallyexpressedonimmunecellsandtumorcells.

PreclinicalresearchshowsthatblockingPD-1orPD-L1causesactiveT-cellstoinfiltratethetumor,andalsoleadstoinhibitedtumorgrowth.

What is the normal function of PD-1 and PD-L1?

T cell inactivation is important during infection and inflammation, as it limits immune response damage to normal tissue, and prevents autoimmunity.1

Binding of PD-L1 on immune cells with PD-1 on T cells inactivates the T cell.2

The inactivated T cell is exhausted, less cytotoxic, does not proliferate as much, and may eventually die by programmed cell death, apoptosis.3

1.Merelli Betal.Crit RevOncol Hemat.2014;89:140-165.2.Disis ML.Immuneregulationofcancer.JClinOncol2010;28(29):4531-8. 3.Wherry EJ.Tcellexhaustion.NatImmunol 2011;12(6):492-499.

ImmunecellInactivated

Tcell

PD-L1 PD-1

Thetumorescapesdetectionbypullingthebrake

When a tumor cell PD-L1 binds to a T cell PD-1, the tumor sends an inhibitory signal that turns of the T cell and weakens the immune response.1

The tumor brakes the immune response, and avoids detection and killing by immune cells.

When an immunotherapy blocks PD-1 or PD-L1, the T cell does not receive the inhibitory signal from the tumor.1

The immunotherapy removes the brake, and immune cells detect and fight the tumor.

1.MerelliBetal.CritRevOncolHemat. 2014;89:140-165.

TumorcellInactivated

Tcell TumorcellActiveTcell

PD-L1 PD-1PD-L1 PD-1

immunotherapy

Inhibidores de “immune checkpoints” en cáncer de pulmón

HerzbergB.TheOncologist2016

Positive outlook on PD-1 and PD-L1 blocking immunotherapy

• Melanoma• Non-small cell lung cancer• Renal cell cancer• Colorectal cancer• Prostate cancer• Myeloma, lymphoma, leukemia• Head and neck squamous cell cancer• Urothelial cancer, bladder cancer• Pancreas cancer• Cervical cancer• Glioblastoma• Hepatocellular carcinoma

ClinicalTrials.gov

Inhibidores Anti- PD-1: Nivolumab

BrahmerJ.NEnglJMed.2015Jul9;373(2):123-35

BorghaeiH.NEnglJMed.2015Oct22;373(17):1627-39

•FFPE muestras (archivadas o obtenidas previamente al tratamiento).

•Anticuerpo anti-PD-L1 monoclonal (clon 28-8, Dako). Las muestras se consideraron positivas cuando la tinción de membrana de las células tumorales (con cualquier intensidad) se observó en unos niveles de expresión establecidos previamente del 1%, 5% y 10% en una sección que debe incluir al menos 100 células tumorales que pueden ser evaluadas.

Conclusiones: •La eficacia del nivolumab fue observada independientemente de los niveles de expresión de PD-L1 en el tumor.

•No se observó una eficacia ni pronóstica ni predictiva en la población de pacientes con NSCLC escamoso.

Conclusiones: •Los pacientes tratados con nivolumab tenían una media de vida mayor (12.2 meses) que los tratados con quimioterapia (9.4).

•Los pacientes con expresión de PD-L1 mostraron una mejor respuesta que los que tenían una baja expresión o carecían de ella.

PD-L1 IHC 28-8 pharmDx (Dako)

Garon EB. N Engl J Med. 2015 May 21;372(21):2018-28

• FFPE biopsias fresca.

• Anticuerpo anti-PD-L1 monoclonal (clon 22C3, Dako). Una muestra se considera positiva cuando ≥ 50% de células tumorales muestras tinción de membrana con cualquier intensidad.

Inhibidores Anti- PD-1: Pembrolizumab

Conclusiones:• Se trata del primer estudio prospectivo donde la expresión de PD-L1 se usa como biomarcador.

• Dos grupos de pacientes, uno con nivel de expresión de 1-49% y otro ≥ 50%.

• Se observa eficacia del pembrolizumab tanto en NSCLC escamoso como no escamoso con un nivel de expresión ≥1%.

HerbstRS.Lancet.2016Apr9;387(10027):1540-50

Conclusiones:• El pembrolizumab es un tratamiento válido para pacientes con NSCLC que han recibido o no un tratamiento previo.

• El estudio retrospectivo de expresión de PD-L1 permite identificar pacientes con una mayor probabilidad de obtener beneficios del tratamiento con pembrolizumab.

PS <1% PS 1-49% PS≥ 50%

5x

40x

PD-L1 IHC 22C3 pharmDx (Dako)

Garon EB. N Engl J Med. 2015

PD-L1 IHC 22C3 pharmDx (Dako)

Artefactos

Fijación inadecuadaNecrosis

Fondo inadecuado Artefacto de borde Artefacto de aplastamiento

Macrófagos alveolares

Expresión de PD-L1 como biomarcador predictivo

Ø Tipos de muestras.

Ø Heterogenidad temporal y espacial.

Ø Diferentes anticuerpos y plataformas.

Ø Expresión en células tumorales y/o las células inmunes.

Ø Varias definiciones de positividad para PD-L1.

IlieM.VirchowsArch.2016May;468(5):511-25

Extirpado durante la cirugía

Biopsia broncoscópica

(lesiones centrales)Biopsia core

(lesiones perifericas)

EBUS/PAAF(Ganglios mediastínicos)

Bloque celular

Limitaciones de la determinación de la expresión de PD-L1:Tipo de Muestra

Limitaciones de la determinación de la expresión de PD-L1:Tipo de Muestra

La determinación se realiza mayoritariamente en biopsias.

FALSOS NEGATIVOS

Heterogeneidad intratumoral para la expresión de PD-L1

LlieMetal.VirchowsArch2016.PhillipsTetal.ApplImmunohistochemMolMorphol2015MansfieldASetal.ClinCancerRes2015

IlieMetal.AnnOncol2016

Limitaciones de la determinación de la expresión de PD-L1:Tipo de Muestra

Tasa de discordancia del 48%

Heterogeneidad temporal

Limitaciones de la determinación de la expresión de PD-L1:Tipo de Muestra

q La expresión de PD-L1 es un biomarcador dinámico ya que la activación de su expresión depende de factores como INF- ɣ liberado.

q Una biopsia nos ofrecerá información sobre microambiente tumoral en un determinado momento del proceso y de un determinado lugar del tumor. La elevada variabilidad temporal hace que la información que obtenemos sea incompleta.

q El grado de expresión de PD-L1 depende del momento del desarrollo de la lesión en que se realice la biopsia.

PROCESO COMPLEJO DE SELECCIÓN DE

PACIENTES PARA INMUNOTERAPIA

¿Cuál es el número mínimo (o tamaño) de

biopsias necesario para dar una información

robusta sobre la expresión de PD-L1?

¿Qué se debe hacer cuando la cantidad de

tejido es limitada?

¿Se necesita un porcentaje determinado de células

tumorales/células inmunes para dar un resultado

fiable?

¿Cuándo la expresión de PD-L1 debe ser

considerada para aplicar el tratamiento?

¿Se debe analizar la expresión de PD-L1 solo

antes de comenzar el tratamiento con

inmunoterapia o también en distintas etapas del mismo?

¿Se debe evaluar la expresión de PD-l1 después de

comenzar un tratamiento con quimioterapia y/o radioterapia

o terapias dirigidas?

¿Se debe analizar la expresión de PD-L1 antes y después de

aplicar cualquier tratamiento?

Limitaciones de la determinación de la expresión de PD-L1

Limitaciones de la determinación de la expresión de PD-L1:Análisis de células tumorales/células inmunes

§ No se estudia por separado la expresión en las distintas poblaciones de células inmunes.

§ Sólo se excluyen los macrófagos alveolares en el análisis.

Células tumorales

Análisis expresión PD-L1

Células inmunes

¿Estudio topológico de las células inmunes PD-L1 positivas?

1.Diferenciar entre células inmunes que infiltran el tumor de aquellas que están en contacto directo con las células tumorales.

2.Diferenciar las células inmunes presentes en el borde de las células tumorales invasoras o en la periferia de la masa tumoral.

3.Diferenciar las células inmunes situadas a distancia de la masa tumoral en agregados linfoides intraparenquimatosos.

ShollLMetal.ArchPatholLabMed2016

Limitaciones de la determinación de la expresión de PD-L1:Anticuerpos y plataformas

Diferentes anticuerpos yplataformas

Varias definiciones de positividad para PD-L1

Limitaciones de la determinación de la expresión de PD-L1:Anticuerpos y plataformas

Diferentes anticuerpos yplataformas

Variacionesenlasensibilidaddelosanticuerpos(diferentesclonesdelanticuerpopuedendardistintosresultadosenunmismotejido)

ScheelAH.ModernPathology2016

Limitaciones de la determinación de la expresión de PD-L1:Variables pre-analíticas

vLa técnica IHQ es sensible a los parámetros pre-analíticos → alteración en la reproducibilidad y exactitud de los resultados.

ü Tiempo de procesado.ü Tipo de fijación (muy importante).

IlieM.VirchowsArch.2016May;468(5):511-25

Expresión de PD-L1 como biomarcador predictivoDesafíos claves

IlieM.VirchowsArch.2016

Perspectivas de futuro

• Estandarización del protocolo inmunohistoquímico mediante estudios multicéntricos.

• Realización del análisis inmunohistoquímico para PD-L1 en laboratorios acreditados.

• Tipo de muestra: primario/metástasis, pieza/biopsia/¿muestra citológica?.

• ¿Evaluación de la tinción de las células tumorales e inmunes?

The roleofPD1-PDL1pathway incancer

Cáncer vs Sistema Inmune

Detiene el crecimiento tumoral al eliminar células cancerígenas

Promueve el crecimiento tumoral mediante la selección de las células que pueden evadir el

control del sistema inmune

Sistema Inmune Progresión del cáncer

The drug market for anti-PD-1 and anti-PD-L1 is about to get crowded

Developer Drug Target

Bristol-MyersSquibb Opdivo(nivolumab) PD-1

MerckSharp&Dohme/Merck&Co KEYTRUDA(pembrolizumab) PD-1

CureTech/Teva pidilizumab PD-1

MedImmune/AstraZeneca MEDI0680 PD-1

GlaxoSmithKline AMP-224 PD-1

Bristol-MyersSquibb BMS936559 PD-L1

MedImmune/AstraZeneca MEDI4736 PD-L1

Roche/Genentech MPDL3280A PD-L1

MerckSerono/EMD Serono MSB0010718C PD-L1

ClinicalTrials.gov

Limitaciones de la determinación de la expresión de PD-L1:Estandarización de la determinación IHQ de PD-L1

PROYECTO BLUEPRINT

ENSAYO RING

ü Hacer un test diferente para cada tratamiento no es práctico.

§Cantidad limitada de tejido tumoral.§Tiempo de respuesta.

ü Uso de uno de estos test para todos los tratamientos tampoco es útil.

§Cada uno de ellos usa una plataforma distinta.§Cada uno posee un protocolo distinto para su realización.§El score y la interpretación son distintos.§Cada tratamiento podría tener una respuesta clínica diferente según las diferencias existentes en su biología, química y mecanismo de acción.

•FFPEmuestras(archivadasoobtenidaspreviamentealtratamiento).

•Anticuerpoanti-B7-H1monoclonal(clon5H1).Puntodecortedepositividaddel5%.

•42pacientes(melanoma,NSCLC,cáncerdecélulasrenalesypróstata)análisisretrospectivodeexpresióndePD-L1.

Inhibidores Anti- PD-1: Nivolumab