Targeting the Wnt signalling pathway in cancer: prospects and perils

The Wnt pathway – a double-edged sword

Een van de meest fascinerende kenmerken van meercellige organismen is de nauwkeurige en strak gecontroleerde communicatie tussen cellen, die noodzakelijk is voor de ontwikkeling, coördinatie en werking van de afzonderlijke organen en het lichaam als geheel. Om te communiceren gebruiken de cellen chemische signalen, die, wanneer zij door de ontvangende cellen worden ontvangen, bepaalde intracellulaire signaalwegen in werking stellen om de informatie door te geven en de juiste reactie op de externe stimuli te geven. Dit stelt het lichaam in staat de patroonvorming en de orgaanontwikkeling tijdens de embryogenese te coördineren, het organisme in homeostase te houden en te reageren op externe stress en input, en na letsel te regenereren. Op cellulair niveau wordt een signaalcascade op gang gebracht door afgescheiden liganden (b.v. hormonen, cytokinen, neurotransmitters, groeifactoren) die door een cel worden geproduceerd en die zich vervolgens binden aan een receptor op een andere cel. De receptoren bevinden zich in de meeste gevallen op het celoppervlak, en het signaal wordt vervolgens doorgegeven via intracellulaire componenten van de route, transductoren en tweede boodschappers genaamd, hetgeen resulteert in het overeenkomstige cellulaire effect, bijvoorbeeld doelgentranscriptie of veranderingen in een enzymatische activiteit .

De Wnt-route is een van de belangrijkste signaalcascades in de vroege gebeurtenissen van de embryonale ontwikkeling, waar het de celproliferatie en -differentiatie controleert. Tot op heden is de Wnt signalering nog steeds niet volledig begrepen. Dit komt vooral omdat het bestaat uit een gecompliceerd netwerk van in totaal tien GPCR homologe Frizzled (FZD) receptoren , drie transmembraan tyrosine kinasen Ryk, ROR en PTK7, spier skelet tyrosine kinase (MuSK) , de co-receptoren LRP5/6 , en 19 glycolipoproteïne Wnt liganden . Er is een hoge mate van promiscuïteit in de ligand-receptor interacties, hoewel bepaalde Wnts een hogere affiniteit hebben voor bepaalde FZD-receptoren en co-receptoren . Om de zaken nog ingewikkelder te maken, zijn er bovendien gesecreteerde antagonisten zoals gesecreteerde FZD-gerelateerde eiwitten (Sfrp1, 2, 4 en 5), Wnt remmende factor (Wif) en Dickkopf 1 (Dkk1) die de signaleringsactiviteit verminderen, en de agonisten R-spondine 1 tot 4 die de Wnt signalering via hun receptoren Lgr4, 5 en 6 versterken .

Wnt signalering wordt over het algemeen verdeeld in drie verschillende takken: de canonieke β-catenine/TCF pathway, de planaire celpolariteit (PCP) pathway en de Ca2+ pathway. Terwijl sommige liganden worden toegeschreven aan één afzonderlijke tak, zijn andere in staat om signalering in verschillende takken op gang te brengen, afhankelijk van de combinatie receptor-ligand. Er is ook aangetoond dat onder bepaalde omstandigheden de β-catenine tak en de PCP tak elkaar tegenwerken.

De veruit meest bestudeerde tak is de canonieke β-catenine/TCF-route. Deze wordt gekenmerkt door accumulatie van het cytoplasmatische eiwit β-catenine bij het begin van de pathway. Het transloceert verder naar de kern om zich te binden aan de TCF-familie van transcriptiefactoren, hetgeen leidt tot specifieke genexpressie. Het Wnt-afhankelijke transcriptieprogramma in de celkern wordt – op een wijze die doet denken aan de complexiteit aan het celoppervlak – opnieuw op gediversifieerde wijze gecontroleerd. Er is aangetoond dat, afhankelijk van welke co-activatoren β-catenine rekruteert, het ofwel genen zal upreguleren die verantwoordelijk zijn voor zelf-hernieuwing en proliferatie (door b.v. binding van β-catenine aan CBP), ofwel zal leiden tot upregulatie van genen die betrokken zijn bij differentiatie (binding aan p300) . In afwezigheid van Wnt-liganden fosforyleert een specifiek complex dat Axin, APC, CK1 en GSK3β bevat, β-catenine, waardoor het voor afbraak wordt gemikt. In de volwassen weefsels is Wnt signalering voornamelijk stil met uitzondering van stamcellen, waar de pathway aanvulling en regeneratieve processen regelt, bijvoorbeeld in de intestinale crypte , hematopoietische stamcellen en bot . Deze vitale rol van de Wnt pathway in het gezond houden van weefsels, als de ene kant van het zwaard, staat in scherp contrast met de andere kant, die de sleutelrol van de pathway in ziekte is. Indien niet in toom gehouden, kan een afwijkende Wnt signalering leiden tot ongecontroleerde celproliferatie en kanker .

In tegenstelling tot de canonieke signalering, maakt β-catenine geen deel uit van de PCP- en Ca2+-paden. De PCP pathway, waarbij kleine GTPasen en JUN-N-terminal kinase betrokken zijn, controleert celpolariteit, cytoskeletale hermodellering, directionele celmigratie en c-Jun-afhankelijke transcriptie. De Ca2+-signaleringstak leidt tot de activering van fosfolipase C (PKC), gevolgd door de opening van intracellulaire Ca2+-opslagplaatsen, wat op zijn beurt leidt tot de activering van downstream-effectoren zoals NFAT en CREB-transcriptiefactoren, die ook de celmigratie en celoverleving regelen. Aangezien deze twee takken cytoskeletale veranderingen en celmigratie impliceren, is het niet verrassend dat ze in verband zijn gebracht met celinvasie en metastase bij kanker .

De Wnt signalering-afhankelijke kankers kunnen worden onderverdeeld in die met mutaties in componenten van de pathway, en die kankers die een ontregeling van Wnt signalering hebben als gevolg van epigenetisch gedreven up- of downregulatie in expressie niveaus van de pathway componenten. Het bekendste voorbeeld van route-mutaties is dat van de Wnt-trajectonderdrukker APC. Deze werd voor het eerst in verband gebracht met patiënten met familiaire adenomateuze polyposis (FAP) en komt in >80% van de colorectale carcinomen voor.

Immunohistologische analyses van weefsels van colorectale patiënten tonen aan dat β-catenine relokalisatie een typisch teken is van de activering van de canonieke route. Het verlies van membraan β-catenine (waar het Wnt-onafhankelijke functies vervult) is inderdaad significant geassocieerd met een slechte prognose wanneer de algemene overleving als eindpunt wordt gebruikt, zoals is aangetoond in een studie van 720 colorectale patiëntenmonsters. Aanvullende rapporten hebben aangetoond dat verlies van membraneus β-catenine vooral prominent is in het invasieve front bij colorectale kanker en dat membraneuze lokalisatie in het algemeen en in het invasieve front in het bijzonder beide prognostische markers zijn voor langere ziektevrije overleving , terwijl hoge nucleaire accumulatie bij colorectale kanker in verband is gebracht met slechtere ziektevrije en algehele overleving en een hogere waarschijnlijkheid van het ontwikkelen van lymfekliermetastase .

Naast mutationele activering van de Wnt-signalering, kan de route op een abnormale wijze worden geactiveerd door overexpressie van de componenten van de route, zoals Wnts of hun FZD-receptoren . Analyse van tumorweefsels van 201 patiënten met colorectale kanker toonde een hoge Wnt1 en lage expressie van het niet-kanonieke Wnt5a correlerend met cytoplasmatisch en nucleair β-catenine; alle drie kenmerken zijn indicatief voor een verkorte ziektevrije overleving. Hoge Wnt1 en nucleair β-catenine correleerden ook met lagere overall survival. In niet-kleincellige longkanker is cytoplasmatisch Wnt1 ook significant opgehoogd en gecorreleerd met β-catenine, c-myc en cycline D1 overexpressie. Hoewel er geen verband was tussen hoge Wnt1/β-catenine expressie en het ziektestadium, correleerde hoge expressie significant met een lagere 5-jaars overlevingskans.

FZD expressie is ook geanalyseerd in verschillende studies (gerecenseerd door ). Zoals verwacht vertonen tumorweefsels een upregulatie van de FZD-receptorexpressie in vergelijking met gezonde weefsels. De expressie is nog sterker in latere stadia van de ontwikkeling van kanker. Bij maagkanker bijvoorbeeld correleert een hoge expressie van FZD7 significant met tumorinvasie, metastase en een laat stadium van kanker. In een analyse van de 5-jaars overleving hadden patiënten met een hoge FZD7 expressie een overlevingspercentage van 30,3% (mediane overleving 23,5 maanden) tegenover 65,4% bij patiënten met een lage of geen FZD7 expressie (mediane overleving 77 maanden) .

Analyse van individuele Wnt pathway markers, zoals geselecteerde liganden en receptoren, is een nuttig hulpmiddel voor clinici om prognose te voorspellen en voor onderzoekers om de moleculaire mechanismen achter de tumor te bepalen. Dergelijke analyses slagen er echter vaak niet in het hele plaatje te ontrafelen. Een bredere kijk op het kankertranscriptoom van de hele pathway en zijn talrijke doelgenen is in dit verband geschikter, zoals wij onlangs hebben gedaan voor borstkanker. Uitputtende analyse van de TCGA en GTex databases heeft aan het licht gebracht dat het niet de upregulatie van één enkel gen is dat verantwoordelijk is voor de afwijkende signalering bij alle patiënten, maar veeleer epigenetische ontregeling van het hele Wnt systeem. Een dergelijke algemene ontregeling ligt aan de basis van de consistente overactivering van de pathway die leidt tot ongecontroleerde kankercelproliferatie bij borstkankerpatiënten. Netwerk correlatie analyse heeft ons verder in staat gesteld om signalering knooppunten binnen de Wnt pathway te markeren, die naar voren komen als nieuwe veelbelovende drug targets en biomarkers in klinische studies en gepersonaliseerde geneeskunde behandelingen .

Stamvorming en therapieresistentie in Wnt afhankelijke kankers

Naast zijn betrokkenheid bij tumorigenese en celproliferatie, draagt de Wnt pathway bij aan chemoresistentie en kankerstamcel (CSC) vermeerdering, de twee factoren die uiteindelijk verantwoordelijk zijn voor tumorrecidief na therapie, metastase en slechte overleving van patiënten . CSC’s zijn een subpopulatie van kankercellen; net als normale stamcellen kunnen zij zichzelf vernieuwen of differentiëren. Wanneer geactiveerd in CSC’s, verhoogt de Wnt-route de transcriptie van genen die nodig zijn voor proliferatie (zoals c-myc), celcyclus (zoals cyclin-D), anti-apoptose (bijv. survivin), metabolische omschakeling naar aërobe glycolyse (PDK1, MCT-1), en invasie en metastase (SLUG, MMP). De rol van actieve Wnt signalering in chemo- en radioresistentie hangt samen met de overleving van CSCs: omdat ze relatief slapend zijn, kunnen ze de therapie beter weerstaan om de gekrompen tumor te herbevolken, wat resulteert in tumorrecidief. Er is ook een apart mechanisme waarbij de Wnt-route betrokken is bij kankerchemoresistentie, gemedieerd door het beruchte multidrug resistance protein 1 (MDR1, ook bekend als ABCB1 of P-glycoproteïne) . In vroege colorectale kanker werd voor het eerst aangetoond dat MDR1 een target gen is van de Wnt/β-catenine/TCF4 pathway, waardoor activering van de pathway leidde tot verhoogde niveaus van MDR1, verhoogde drug efflux en drug resistentie . Op dezelfde manier werd gevonden dat verhoogde MDR1 expressie gemedieerd werd door FZD1 in neuroblastoom, en een significante correlatie in expressieniveaus van FZD1 en MDR1 werd gevonden in patiënten die recidiveerden na chemotherapie. Andere drug pompen betrokken bij chemoresistentie, ABCG2 (BCRP) en MRP2, bleken ook te worden geïnduceerd door de Wnt pathway . Tenslotte wordt een andere bijdrage van de Wnt signalering aan de resistentie tegen geneesmiddelen gemedieerd door het DNA reparatie gen O6-methylguanine-DNA-methyltransferase (MGMT) in CSCs . MGMT repareert specifiek gealkyleerd DNA en daarom leidt upregulatie van het eiwit tot inefficiëntie van DNA-alkylerende middelen en PARP-remmers .

Wnt signalering speelt verschillende rollen in tumorradioresistentie. Ten eerste induceert radiotherapie upregulatie van een panel van groeifactoren waaronder Wnts, zowel in de tumor als in de omliggende stroma wat leidt tot verrijking van de CSC populatie . Ten tweede kan de Wnt pathway direct beschermen tegen bestraling-geïnduceerde DNA schade door expressie van DNA ligase 4 (LIG4) in colorectale kankercellen te stimuleren. Verder kan de histon-modificator high-mobility group box 1 proteïne (HMGB1) betrokken bij chromatine-remodellering en DNA-reparatie worden geïnduceerd door Wnt/TCF4 signalering; het blokkeren van HMGB1 in slokdarm squameus celcarcinoom cellen bleek de Wnt1-afhankelijke radiioresistentie te onderdrukken.

Het aanpakken van de Wnt pathway is daarom gunstig op meerdere niveaus: remming van tumorgroei en overleving met minimale effecten op somatische cellen, remming van CSC-onderhoud (en dus van tumorrecidief), en preventie van de ontwikkeling van tumorresistentie tegen chemo- en radiotherapie. Daarom is er een grote therapeutische behoefte aan remmers van de Wnt-route en zijn er platforms nodig die zich toeleggen op het zoeken naar en ontwikkelen van dergelijke remmers. Hoewel er nog geen Wnt-remmende geneesmiddelen op de markt zijn, bevinden sommige zich in preklinische en vroege klinische ontwikkelingsstadia.

Wnt-remmers in klinische ontwikkeling

De pathologische en fysiologische rol van Wnt signalering, alsmede de complexiteit van deze pathway met zijn talrijke subvertakkingen die in verschillende celtypes worden gebruikt, liggen ten grondslag aan de praktische moeilijkheden bij het vinden van therapeutisch relevante Wnt-targeting middelen. Het totale aantal in vitro werkzame remmers van de Wnt-baan bedraagt ongeveer vijftig, waarvan er vele verschillende stadia van preklinische ontwikkeling hebben bereikt, maar tot dusverre hebben slechts weinige klinische proeven in een vroege fase bereikt.

Figuur 1 toont de anti-Wnt middelen die klinische proeven hebben bereikt. Het is duidelijk dat deze middelen zich richten tegen de pathway op de niveaus waar de pathway uiteenvalt in verschillende sub-pathways (misschien met uitzondering van de Porcupine-gerichte geneesmiddelen, maar zie hieronder). Dergelijke diversificatie in sub-pathways kan worden aangetroffen op het niveau van de plasmamembraan, alsmede in de kern; de gebeurtenissen in het cytoplasma zijn daarentegen weinig gediversifieerd en zijn tamelijk gemeenschappelijk voor alle Wnt-signaleringssubtypes. Voor een kandidaat-geneesmiddel dat geselecteerd wordt voor klinische studies, achten wij het van cruciaal belang dat het inwerkt op Wnt signaal subtypes die specifiek actief zijn in pathologische weefsels, in plaats van in te werken op alle Wnt signaal subtypes. Pan-Wnt-remmers vertonen immers geen aanvaardbaar veiligheidsprofiel op preklinisch niveau en kunnen niet verder komen, zoals blijkt uit pogingen om tankyraseremmers of Dickkopf-1 te ontwikkelen als biologisch middel om de Wnt-route te blokkeren.

fullscreen

Vantictumab, ipafricept en rosmantuzumab

Het enige middel dat rechtstreeks gericht is tegen FZD’s en dat klinische ontwikkeling heeft bereikt, is een gehumaniseerd antilichaam vantictumab (OMP-18R5). Dit middel, dat aanvankelijk was ontwikkeld tegen het Wnt-bindende CRD-domein van FZD7, bleek ook werkzaam tegen FZD1, 2, 5, 7 en 8 – vijf van de tien FZD’s die door het menselijk genoom worden gecodeerd. Het preklinische activiteitsprofiel tegen een panel van tumorcellen heeft geleid tot de start van klinische proeven van fase I (NCT01345201, NCT01973309, NCT02005315 en NCT01957007). Alle proeven zijn inmiddels afgerond en van de eerste drie zijn de rapporten beschikbaar. In de eerste fase Ia-studie werden de dosisescalatie-effecten gemeten na intraveneuze toediening van doses variërend van 0,5mg/kg per week tot 2,5mg/kg eenmaal per 3 weken. De belangrijkste bevinding was bottoxiciteit, gemanifesteerd als een botfractuur op dag 110 bij één patiënt. Andere ongewenste voorvallen waren vermoeidheid, braken, buikpijn, constipatie, diarree en misselijkheid van graad 1 en 2, met graad 3 diarree en braken gemeld bij één patiënt. Om de bottoxiciteit aan te pakken, controleerde de studie β-C-terminal telopeptide (β-CTX), een marker voor botafbraak, en was men in staat de niveaus ervan te beheersen door zolendroninezuur toe te dienen. De andere twee studies, fase Ib over pancreas- en borstkanker waarbij vantictumab werd gebruikt in combinatie met paclitaxel (90 g/m2) of nab-paclitaxel (125 g/m2), volgden dezelfde strategie voor de aanpak van de botfragiliteit en meldden soortgelijke bijwerkingen van graad 2 als in fase Ia en weinig bijkomende graad 3-gebeurtenissen (neutropenie, leukopenie, bekkenpijn, vermoeidheid en misselijkheid). In beide studies werden verhoogde doseringen vantictumab gebruikt (tussen 3,5 en 14 mg/kg) en werden verdere botfragiliteitsincidenten gerapporteerd, die verbeteringen vereisten in het toedieningsschema voor zolendroninezuur en resulteerden in een tijdelijke stopzetting van de proeven in 2014.

Vergelijkbare resultaten werden verkregen voor ipafricept (OMP-54F28) – een ander anti-Wnt biologisch middel van OncoMed, dat het CRD-domein van FZD8 vertegenwoordigt, gefuseerd met een IgG1 constant fragment. Op grond van het mechanisme kan worden verwacht dat deze verbinding een zekere selectiviteit bezit ten aanzien van een subset van Wnt-eiwitten, hoewel de specificiteit ervan onder de 19 Wnts die door het menselijk genoom worden gecodeerd, onduidelijk is wegens het gebrek aan uitvoerige gegevens over de wederzijdse affiniteiten van Wnt- en FZD-eiwitten. Voor ipafricept werden vier klinische proeven gestart (NCT01608867, NCT02092363, NCT02069145 en NCT02050178), waarvan er twee resultaten hebben opgeleverd. Net als bij vantictumab gebruikten de proeven het schema met zolendroninezuur om de botgerelateerde bijwerkingen tegen te gaan, blijkbaar met meer succes aangezien slechts één fractuur werd geregistreerd bij 20 mg/kg; de on-targetdosis werd geschat op >10mg/kg. Niet botgerelateerde bijwerkingen van de verbinding waren onder meer dysgeusie van graad 1 en 2, verminderde eetlust, vermoeidheid, spierspasmen, alopecia en braken, en graad 3-gebeurtenissen zoals bloedarmoede, hypofosfatemie, neutropenie en gewichtsverlies.

Ten slotte had Oncomed nog een anti-Wnt-verbinding in zijn portefeuille – het R-spondine 3-targeting antilichaam rosmantuzumab (OMP-131R10). R-spondines zijn oplosbare liganden die de Wnt-signaaltransductie versterken, vooral de canonieke tak, via verschillende mechanismen. De klinische studie van fase Ia/b (NCT02482441) van het middel toonde een reeks bijwerkingen aan die vergelijkbaar waren met die van de andere twee middelen van het bedrijf: doses van 2,5 tot 15 mg/kg om de 2 weken resulteerden in misselijkheid, verminderde eetlust, diarree, braken en gewichtsvermindering van niet nader gespecificeerde gradaties. Bovendien leidde de behandeling tot veranderingen in de botomzettingsmarkers – wat enigszins onverwacht is omdat van R-spondine 3 (in tegenstelling tot de verwante R-spondine 1 en 2) niet bekend is dat het betrokken is bij botvorming en botbehoud. Dit zou kunnen wijzen op onvoldoende specificiteit van rosmantuzumab, wat moeilijk te beoordelen is omdat er geen preklinisch rapport voor het middel werd gepubliceerd.

Al met al kan worden geconcludeerd dat vantictumab, ipafricept en rosmantuzumab, biologische geneesmiddelen die interfereren met Wnt-signalering op het niveau van de liganden, receptoren en extracellulaire versterkers, die zijn ontworpen om selectiviteit te bereiken bij het richten op verschillende Wnt-signaleringssubtypen, uiteindelijk een geringere specificiteit hebben laten zien dan de bedoeling was. De vergelijkbare bijwerkingen van de drie kandidaat-geneesmiddelen in klinische veiligheidstests suggereren een te algemene uitschakeling van de Wnt-route in plaats van de selectieve remming van het in de tumor actieve subtype van de route. Deze bijwerkingen lagen waarschijnlijk ten grondslag aan de strategische beslissingen die met betrekking tot de geneesmiddelen werden genomen: in 2017 zag Bayer om “strategische redenen” af van het in licentie geven van vantictumab of ipafricept van Oncomed; van rosmantuzumab werd verklaard dat het “geen overtuigend bewijs van klinisch voordeel” had opgeleverd . Deze beslissingen leidden tot de stopzetting van de klinische ontwikkeling van de drie kandidaten. Aangezien de moleculen niet verder kwamen dan de veiligheidsproeven, konden geen conclusies worden getrokken over de werkzaamheid van de verbinding bij menselijke proefpersonen.

Porcupine-remmers WNT974 (LKG974) en ETC-159 (ETC-1922159)

Een andere klinisch relevante poging om de Wnt-signalering op upstream-niveaus te remmen, wordt momenteel aangevoerd door twee concurrerende remmers van Porcupine, het acyltransferase dat verantwoordelijk is voor de posttranslationele modificatie van alle Wnt-eiwitten. In eerste instantie werden moleculen van dit type verondersteld pan-Wnt-remmers te zijn, die zowel autocriene als paracriene signalering verhinderen, aangezien de acylering wordt beschouwd als een absolute voorwaarde voor de secretie en activiteit van het Wnt-eiwit. Zoals hieronder beschreven vertonen beide moleculen echter vrij aanvaardbare preklinische en klinische veiligheidsprofielen, hetgeen verklaard zou kunnen worden door nieuwe inzichten in de signalering door niet-geacyleerde Wnts, wat betekent dat remming van de acylering de pathway wellicht slechts gedeeltelijk beïnvloedt. Beide concurrenten van Novartis (WNT974) en het Singapore State D3 consortium (ETC-159) hebben met succes preklinisch onderzoek doorstaan, met een significante vermindering van de tumorlast en geen toxiciteit – hetzij openlijk, hetzij op het niveau van de weefselmorfologie na analyse van verschillende Wnt-afhankelijke weefsels. In klinische fase I-studies (NCT01351103 voor WNT974 en NCT02521844 voor ETC-159) werden beide in vergelijkbare doses getest – 5 tot 30 mg/dag voor WNT974 en 1 tot 30 mg voor ETC-159. De meer representatieve studie van WNT974, waarbij in 2017 94 patiënten werden ingeschreven, toonde aan dat het graad 1 en 2 dysgeusie, verminderde eetlust, misselijkheid, vermoeidheid, diarree, braken, hypercalcaemie, alopecia, asthenie en hypomagnesemie induceert. Bovendien waren er bij een klein aantal (3-4%) patiënten bijwerkingen van graad 3 en 4, waaronder asthenie, vermoeidheid, verminderde eetlust en enteritis. Analyse van tumorspecimens op verschillende markers heeft een diepgaand Wnt-remmend effect aangetoond; bovendien werd de verbinding bij sommige patiënten gebruikt in combinatie met spartalizumab (een anti-PD-1 antilichaam), wat een positief vooruitzicht geeft op een mogelijke combinatie van de anti-Wnt en immuuntherapie. Verrassend genoeg maken de auteurs geen melding van voorvallen of zelfs maar pogingen om botgerelateerde effecten te volgen, wat in tegenstelling is met de ETC-159 proef. Aan deze laatste proef namen 16 patiënten deel en de studie meldde braken, anorexia, vermoeidheid, dysgeusie en constipatie als ongewenste voorvallen van niet-gespecificeerde graad die bij >20% van de patiënten werden vastgesteld. De bèta-CTX-spiegels werden geanalyseerd en bleken naar verwachting verhoogd te zijn bij twee patiënten met een gelijktijdig verlies in botdichtheid, dat werd tegengegaan door vitamine D- en calciumsupplementen.

Hoewel werd aangetoond dat WNT974 de botstructuur bij dieren beïnvloedt, lijkt het effect zich klinisch niet te manifesteren. Misschien is dit een reden waarom WNT974 momenteel het meest geavanceerde anti-Wnt middel is en het enige dat is overgegaan naar een fase II-studie (NCT02649530), en daarom het eerste anti-Wnt middel zou kunnen worden met een uitgebreide beoordeling van de klinische farmacodynamiek.

Wnt5a-mimetisch Foxy-5

Een interessante benadering van Wnt-remming wordt toegepast door het WntResearch start-up bedrijf uit Zweden, dat een Wnt5a-mimetisch peptide, Foxy-5 genaamd, heeft geïdentificeerd als een efficiënt anti-metastatisch middel. Het specifieke van de verbinding is dat zij ingrijpt in de niet-kanonieke Wnt-route, waardoor de migratie en adhesie van borstkankercellen wordt onderdrukt. Deze benadering is dus niet gericht op de tumor als massa, maar eerder op het voorkomen van uitzaaiingen en wordt gebruikt in combinatie met chirurgie, bestraling en andere geneesmiddelen. De verbinding heeft een klinische proef van fase I doorstaan. Volgens de schaarse informatie die is verstrekt, zou Foxy-5 “niet-toxisch” zijn bij elke dosis, en een goede farmacokinetiek en stabilisatie van de niveaus van circulerende tumorcellen laten zien bij patiënten met uitgezaaide borst-, colon- of prostaatkanker. Momenteel heeft het bedrijf gemeld dat de eerste patiënt voor de fase II-studie is gerekruteerd. Deze studie zal patiënten die een darmkankeroperatie ondergaan, gevolgd door een 6 maanden durend regime met FOLFOX, vergelijken met patiënten die voor en na de operatie een behandeling met Foxy-5 krijgen tot het begin van het FOLFOX-regime (NCT03883802).

Remmers van de downstream pathway-component PRI-724 en CWP232291

Deze twee kandidaat-geneesmiddelen maken gebruik van het “downstream target window” om de nodige specificiteit te bereiken (fig. 1). Beide verbindingen beïnvloeden de pathway op transcriptioneel niveau, maar via geheel verschillende mechanismen: de kleine molecule PRI-724 beïnvloedt de interactie van β-catenine met de transcriptie-co-activator CBP, terwijl het peptidomimeticum CWP232291 (soms CWP-291 genoemd) zich bindt aan Sam68, een RNA-bindend eiwit dat de alternatieve splicing van de TCF-1-transcriptiefactor reguleert in een complex met CBP. Deze selectiviteit van de verbindingen ten opzichte van de door kankercellen gebruikte componenten van de Wnt-route heeft zowel PRI-724 (als zijn vroege analoog ICG-001) als CWP232291 in staat gesteld succes te boeken in de preklinische setting en klinische proeven van fase I binnen te komen.

PRI-724 werd getest in drie fase I-studies: bij patiënten met vergevorderde vaste tumoren (NCT01302405), acute en chronische myeloïde leukemie (NCT01606579), en pancreaskanker (NCT01764477). In de fase I-studies met 18 patiënten vertoonde de verbinding een veelbelovend veiligheidsprofiel met slechts dosisbeperkende graad 3 hyperbilirubinemie geregistreerd bij één patiënt (van de 7 die graad 3 voorvallen vertoonden) bij de hoogste dosis van de verbinding (1280 mg/m2/dag). Graad 2 bijwerkingen waren diarree, bilirubineverhoging, hypofosfatemie, misselijkheid, vermoeidheid, anorexie, trombocytopenie en alkalische fosfatasestijging. De verbinding toonde ook een afname van de expressie van survivin in circulerende tumorcellen als een indicatie van de werkzaamheid bij personen met darmkanker. Bij dezelfde dosering werden geen graad 3 bijwerkingen geregistreerd bij refractaire leukemiepatiënten, met slechts vier gevallen van graad 1 misselijkheid, braken en diarree die aan het geneesmiddel werden toegeschreven. Analyse van patiëntenmonsters toonde een mediane afname van de blasten met 44% aan. In de derde studie echter, in combinatie met gemcitabine tegen pancreasadenocarcinoom, veroorzaakte de verbinding zeven graad 3- en graad 4-bijwerkingen bij 20 patiënten, met buikpijn, neutropenie, anemie, vermoeidheid en alkalische fosfatasestijging. Stabiele ziekte werd waargenomen bij 40% van de patiënten. Ondanks deze iets slechtere prestatie voldeed geen van de adverse events aan de dosis-limiterende definitie, zodat de combinatie als algemeen veilig werd beschouwd met “bescheiden klinische activiteit” . Interessant is dat, aangezien de CBP/β-catenine interactie belangrijk bleek te zijn tijdens het ontstaan van leverfibrose, PRI-724 ook in klinische studies tegen deze ziekte wordt gebruikt, waarbij vergelijkbare bijwerkingen worden gemeld tegen de achtergrond van een klinisch voordeel . Deze latere indicatie wordt voortgezet, want momenteel is een fase I/II-studie aangekondigd voor PRI-724 bij fibrose, terwijl voor de toepassing tegen kanker geen vervolg in zicht is.

Het peptidomimeticum CWP232291 werd gebruikt in één enkele fase I-studie bij patiënten met recidiverende en refractaire acute myeloïde leukemie (AML) en myelodysplastisch syndroom (MDS), bestaande uit 56 patiënten. Graad 3- en 4-bijwerkingen maakten 9% uit van alle geregistreerde bijwerkingen en omvatten koorts, misselijkheid en anafylactische reactie, waarbij de eerste twee dosisbeperkend waren. Graad 1 en 2 bijwerkingen waren misselijkheid, infusie-gerelateerde reacties, braken, diarree en anorexia. Er waren ook enige aanwijzingen van werkzaamheid, aangezien remissie werd waargenomen bij één patiënt en vermindering van β-catenine en survivin als markers consequent werden waargenomen bij andere proefpersonen.

Conclusies en vooruitzichten

De hierboven beschreven middelen zijn het resultaat van verschillende benaderingen om de Wnt pathway bij kanker te remmen en worden duidelijk verenigd door één motief: om de pathway aan te pakken, moet men ziektespecifieke kwetsbaarheden in de pathway identificeren om systemische toxiciteit te vermijden. Dergelijke specifieke zwakke plekken in de Wnt-route kunnen het best worden gevonden op de meest uiteenlopende niveaus van de route – die van het plasmamembraan en die in de kern. Opgemerkt moet worden dat we ons in het huidige overzicht hebben geconcentreerd op de de novo en specifieke Wnt-gerichte verbindingen; er is echter een overvloed aan Wnt-remmers aangetroffen onder reeds goedgekeurde geneesmiddelen, hetgeen aanleiding is geweest tot pogingen om deze te herpositioneren tegen Wnt-afhankelijke kankers, zoals door ons en elders besproken . Onze eigen recente preklinische studie toont aan dat clofazimine, bekend als een anti-lepra middel met een gerenommeerd veiligheidsprofiel, efficiënt Wnt signalering kan remmen in doses vergelijkbaar met die gebruikt worden tegen lepra en veilig is om toe te dienen in combinatie met chemotherapie . Andere bekende kleine moleculeverbindingen, zoals niclosamide, sulindac en pimozide, zijn veelbelovend gebleken in diverse preklinische studies en zullen hopelijk spoedig in klinische studies verschijnen. Andere Wnt-remmers, waaronder sommige natuurlijke producten, kunnen veelbelovende middelen blijken te zijn tegen bepaalde Wnt-afhankelijke kankers. Toekomstige ontwikkelingen zullen uitwijzen of de nieuwe golf van inspanningen om de “ongeneeslijke” Wnt pathway aan te pakken vruchten zal afwerpen. De belangrijkste boodschap van ons overzicht is dat, om succesvol te zijn, dergelijke inspanningen niet gericht moeten zijn op de Wnt pathway als geheel, maar op een bepaalde variant ervan, die selectief actief is in een ziektetoestand.