Meta Diekstra

Nierkanker komt voor bij ongeveer 2 tot 3% van alle kwaadaardige ziekten bij volwassenen en daarvan wordt meer dan 90% aangeduid als niercelcarcinoom (RCC). De incidentie ervan neemt toe. Er zijn ongeveer 2300 nieuwe gevallen per jaar in Nederland en 350.000 mensen wereldwijd. Bij ongeveer 17% van de niercelcarcinoom patiënten is de ziekte gemetastaseerd bij de eerste diagnose. De voorkeursplaatsen voor metastasen zijn de longen, lever, botten, hersenen, en slechts zelden bijnieren of de contralaterale nier. Met de komst van doelgerichte therapieën circa 10 jaar geleden, zijn er veel nieuwe succesvolle behandelopties tegen gemetastaseerd niercelcarcinoom (mRCC) beschikbaar gekomen. Met name de (multi) doelgerichte tyrosinekinase remmers (TKIs) met een anti-angiogeen effect bleken zeer succesvolle geneesmiddelen. In Hoofdstuk 1 wordt de behandeling van gemetastaseerd niercelcarcinoom grondig beschreven waarbij we ons specifiek richten op sunitinib. Sunitinib is de TKI van eerste keuze bij mRCC en wordt meestal gegeven in een dosering van 50 mg in een schema met 4 weken behandeling gevolgd door 2 weken rust. Sunitinib wordt gemetaboliseerd door cytochroom P450 (CYP)3A4 en daarbij omgezet naar de actieve metaboliet SU12662. Zowel sunitinib en SU12662 belichamen de totale hoeveelheid actieve stof in het plasma. Er is een grote variabiliteit tussen patiënten wat betreft de farmacokinetiek (PK) van sunitinib en SU12662 en patiënten reageren zeer verschillend op sunitinib met grote verschillen in bijwerkingen en effectiviteit. De meest voorkomende bijwerkingen zijn vermoeidheid, hand-voet syndroom, hypertensie, mucositis, verkleuring van de haren of de huid en hypothyreoïdie. Bij ongeveer 30% van de RCC patiënten die behandeld worden met sunitinib is een dosisreductie nodig naar aanleiding van (één van deze) bijwerkingen. Het grote probleem is dat we nog niet kunnen voorspellen hoe iemand op sunitinib zal reageren. Hierdoor zijn we niet in staat om patiënten een optimale behandeling te geven die zo effectief en veilig mogelijk is en waarbij we efficiënt gebruik kunnen maken van de beschikbare geneesmiddelen zonder dat aanpassingen achteraf nodig zijn. Hiervoor hebben we specifieke biomarkers nodig. Het is zeer aannemelijk dat genetische varianten, in genen die betrokken zijn bij de PK of farmacodynamiek (PD) van een geneesmiddel, in belangrijke mate bepalen hoe de individuele patiënt op sunitinib zal reageren met betrekking tot bijwerkingen en werkzaamheid. Het doel van alle studies die worden beschreven in dit proefschrift was om na te gaan of genetische varianten de behandeluitkomst van sunitinib met betrekking tot bijwerkingen en werkzaamheid kunnen voorspellen in patiënten met gemetastaseerd niercelcarcinoom.

Het doel van de studies in dit proefschrift kwam voort uit eerdere exploratieve bevindingen waarin significante associaties werden gevonden van Single Nucleotide Polymorfismen (SNPs) met behandeluitkomsten van sunitinib. Deze studies werden uitgevoerd in de veronderstelling dat genetische variaties een effect hebben op de PK of PD en daarmee op de werkzaamheid of bijwerkingen van het geneesmiddel. In Hoofdstuk 2 herzien we op systematische wijze studies die gepubliceerd zijn tussen 2004 en 2015 waarin SNPs (farmacogenetica), maar ook genexpressie of epigenetische biomarkers (farmacogenomica) zijn gerapporteerd als voorspellers van behandeluitkomsten van TKIs in mRCC. De meest veelbelovende SNPs in het voorspellen van bijwerkingen, effectiviteit, klaring, of geneesmiddel blootstelling bij behandeling met een TKI werden gevonden in genen die coderen voor CYP450-enzymen, die CYP450 beïnvloeden, of in geneesmiddel transporters (PK) en genen die coderen voor VEGF of VEGF-receptoren en interleukinen (PD). De meeste bevindingen voor potentiële biomarkers zijn niet gevalideerd en daarom is het nog niet haalbaar om op basis van het testen van deze biomarkers de geschikte therapie en bijbehorende dosering te kiezen voor patiënten met niercelcarcinoom. Implementatie van farmacogenetische testen voorafgaand aan de behandelkeuze zal pas werkelijkheid worden wanneer deze SNP associaties worden bevestigd in een onafhankelijk patiënten cohort en bij voorkeur in prospectief opgezette studies.

In Hoofdstuk 3 hebben we onderzocht of het een juiste veronderstelling is dat SNPs, in genen die coderen voor enzymen betrokken bij het metabolisme of efflux transporters, invloed hebben op de farmacokinetiek van sunitinib en SU12662. Daarvoor hebben we een selectie van 14 eerder geassocieerde SNPs opnieuw getest om te zien of deze SNPs ook geassocieerd zijn met de klaring van sunitinib en de actieve metaboliet bij 114 patiënten met solide tumoren. De SNPs werden meegenomen als covariaten in een populatie PK model met behulp van non-linear mixed-effect modelling (NONMEM). SNPs in CYP3A4, CYP3A5 en ABCB1 waren potentieel geassocieerd met de klaring van zowel sunitinib alsook de actieve metaboliet. Het sterkste bewijs werd gevonden voor SNP CYP3A4*22, welke werd geassocieerd met een 22,5% afname in klaring van sunitinib. Echter, alle effecten die werden waargenomen in deze studie waren kleiner dan de interindividuele variabiliteit in de klaring van sunitinib en SU12662 en zijn dus te beperkt om de individuele dosering van sunitinib rechtstreeks hierop aan te passen.

Om te onderzoeken of significant geassocieerde SNPs met toxiciteit en werkzaamheid op sunitinib uit eerdere exploratieve studies bevestigd konden worden in een grotere groep, hebben we patiënten geïncludeerd van eerdere farmacogenetica analyses op sunitinib die zijn uitgevoerd in de Verenigde Staten, Spanje en Nederland. Op deze manier hebben we een samengevoegde dataset gecreëerd (Hoofdstuk 4). Hierbij vonden we dat de eerdere associaties van CYP3A5*1 met dosisreducties en van het ABCB1 haplotype met progressie-vrije overleving (PFS) werden bevestigd in dit grote gecombineerde cohort van 333 mRCC patiënten. Dit geeft aan dat genetische polymorfismen in CYP3A5 en ABCB1 een belangrijke rol spelen bij het voorspellen van de behandeluitkomst van sunitinib.

Echter, niet alle klinische uitkomsten kunnen verklaard worden door potentiële biomarkers in CYP3A5 of ABCB1. Daarom zijn er veel andere markers bestudeerd die mogelijk verband houden met de klinische uitkomst van sunitinib. In eerdere studies werd aangetoond dat dragers van het variant A allel van SNP rs4646437 in CYP3A4 een beschermend effect hadden voor het optreden van graad 3 of 4 bijwerkingen op sunitinib in een cohort van 159 patiënten gemetastaseerd niercelcarcinoom. In Hoofdstuk 5 hebben we deze SNP in CYP3A4 opnieuw getest voor associatie met bijwerking of effectiviteit van sunitinib. We zagen dat de dragers van het variant A-allel geassocieerd waren met het optreden van hypertensie in een groot cohort van 287 mRCC patiënten. Het is moeilijk te verklaren of de A-allel dragers van CYP3A4 rs4646437 een toename of afname van de CYP3A4 functie hebben. In elk geval verwachten we dat deze SNP zal leiden tot een verhoogde blootstelling aan sunitinib en/of de actieve metaboliet en daardoor hypertensie veroorzaakt. In Hoofdstuk 6, hebben we een reeks van acht relatief nieuwe SNPs (gerapporteerd vanaf 2011) in CYP3A4, NR1I2, POR, IL8, IL4-R, IL10, HIF1A en MET getest die eerder al werden geassocieerd met sunitinib behandel uitkomsten. Dragers van het variant T allel van IL8 rs1126647 waren geassocieerd met een verhoogd risico op hypertensie en dragers van het variant T allel van IL10 rs1800925 met een verhoogd risico op leukopenie en bijwerkingen > graad 2. Dit suggereert een verband tussen de interleukine genen IL8 en IL10 en de ontwikkeling van bijwerkingen op sunitinib. Toch is validatie van deze bevindingen in een onafhankelijk cohort een vereiste om dit te bevestigen.

In Hoofdstuk 7, wordt de eerder geassocieerde SNP rs34231037 in VEGFR-2 (KDR) met pazopanib behandel uitkomsten, geanalyseerd in een cohort van 276 mRCC patiënten die werden behandeld met sunitinib. Dragers van het variant G allel van deze SNP bleken een betere respons op sunitinib te hebben. Om de rol van rs34231037 als marker voor anti-angiogene respons vast te stellen, is een grotere groep patiënten nodig die behandeld is met verschillende TKIs en waarvan gegevens beschikbaar zijn over gemeten hoeveelheden sVEGFR2 en tumorrespons.

Om een voorspellende biomarker te vinden, richtten we ons op een beter begrip van de relatie tussen de blootstelling aan sunitinib, de farmacologische respons en de klinische uitkomst. In Hoofdstuk 8 werd een populatie PK/PD model gebouwd met behulp van NONMEM en door middel van bloedmonsters van sunitinib behandelde patiënten die gediagnosticeerd werden met ofwel mRCC of colorectaal carcinoom (CRC) en een groep van 12 gezonde vrijwilligers. Hier onderzochten we het voorspellende vermogen van dit model aangevuld met PK parameters, bloeddruk gegevens, de hoeveelheid VEGF-receptoren (sVEGFR-2 en sVEGFR-3) en SNP genotypes. De aanwezigheid van het variante G allel van SNP rs6877011 in VEGFR-3 was geassocieerd met een afname van 56% intrinsieke activiteit van sunitinib op sVEGFR-2. In eerdere studies werd dezelfde SNP in VEGFR-3 geassocieerd met een verlaagde PFS. De PK/PD modellen zoals ontwikkeld in deze studie geven een functionele beschrijving van de plasma concentratie-tijd profielen van sunitinib, SU12662, sVEGFR-2 en sVEGFR-3 met de potentiële invloed van genetische voorspellers. Daarom is dit PK/PD model mogelijk geschikt voor het gericht behandelen op basis van PK/PD en het daarmee individualiseren van anti-angiogene geneesmiddelen.

In Hoofdstuk 9, voerden we een genoomwijde associatie studie (GWAS) uit op 550 mRCC patiënten behandeld met sunitinib waarin we 6.540.327 SNPs hebben getest (verkregen na imputatie vanuit de 1000Genomes referentie set). De variant allelen van 9 SNPs gelegen op chromosoom 21 waren significant geassocieerd met een verlaagde PFS (P<5×10-8) vergeleken met het wild-type. Deze SNPs zouden de effectiviteit van sunitinib mogelijk kunnen beïnvloeden. Echter, de resultaten die vermeld worden in dit proefschrift zijn slechts voorlopige resultaten waarvan verdere analyses nodig zijn waarin ook toxiciteit als eindpunt wordt getoetst. Dit proefschrift wordt afgesloten met een algemene discussie in Hoofdstuk 10 over potentiële biomarkers die zijn gevonden voor het voorspellen van bijwerkingen of effectiviteit van sunitinib bij patiënten met gemetastaseerd niercelcarcinoom. Bovendien worden toekomstverwachtingen in dit veld naar voren gebracht. De meest veelbelovende markers zijn gerelateerd aan de farmacokinetiek (PK) van sunitinib, namelijk SNPs in ABCB1 (het gen dat codeert voor de ATP-bindende cassette efflux transporter) en SNPs in CYP3A5. Wanneer we voldoende wetenschappelijk bewijs hebben, zal het gebruik van farmacogenetica als standaard zorg moeten gelden. Hierbij dienen dan duijke aanbevelingen gegeven te worden aan artsen over hoe zij deze farmacogenetische testen kunnen toepassen en vervolgens kunnen interpreteren. De komst van nieuwe technologieën in genetisch onderzoek binnen de oncologie, stellen ons in staat om betrouwbare genetische markers te vinden. Dit is van groot belang, omdat we daarmee in de toekomst de behandeling van patiënten met niercelcarcinoom kunnen toespitsen op het individu en zo de behandeluitkomsten voor deze patiënten kunnen verbeteren.