Approches théranostiques dans le traitement des hémopathies lymphoïdes - Peut-on prévoir la résistance aux inhibiteurs de signalisation du BCR ?

(1)

Correspondances en Onco-Théranostic - Vol. V - n° 2 - avril-mai-juin 2016 68

R ÉSUM É Summary

Les paradigmes de traitement des lymphomes B ont récemment été profondément remaniés par la mise à disposition d’agents ciblant les voies de signalisation du récepteur pour l’antigène des lymphocytes B : le B-Cell Receptor (BCR). L’ibrutinib est capable de bloquer BTK (Bruton Tyrosine Kinase) et l’idélalisib est un inhibiteur spécifi que de la sous-unité catalytique p110 delta de la PI3Kinase (phosphatidylinositol-3kinase) , qui n’inhibe pas les isoformes alpha, bêta ou gamma. Ces 2 kinases sont cruciales dans le maintien d’un signal BCR chronique tel que présenté par certains lymphomes.

Nous connaissons déjà, en aval de ces 2 kinases, les “courroies de transmission” cellulaires qui, si elles sont activées indépendamment de la voie canonique BCR/PI3K/BTK, rendent complètement ineffi caces ces nouvelles molécules. Dans cet article, les diff érents mécanismes qui entraînent une résistance à l’ibrutinib et/ou à l’idélalisib sont présentés dans divers modèles de lymphomes B.

Mots-clés : Ibrutinib − Idélalisib − Signalisation du BCR − Résistance.

Lymphoma therapy has been recently revolutionized by the use of oral kinase inhibitors blocking Bruton tyrosine kinase (BTK) [ibrutinib] and PI3Kinase p110δ catalytic subunit (idelalisib). Both kinases play pivotal roles in the chronic activation of BCR signaling and the canonical NF-κB pathway, which is the hallmark of many (but not all) lymphoma entities. We have recently gained more insights into how downstream or parallel signaling compensatory loops may hamper the effi cacy of these agents, by disrupting the BCR/PI3K/BTK pathway. This review reports some of the most frequently seen events which promote ibrutinib and/or idelalisib resistance in various lymphoma entities.

Keywords: Ibrutinib − Idelalisib − BCR signaling − Resistance.

Approches théranostiques dans le traitement

des hémopathies lymphoïdes

Peut-on prévoir la résistance aux inhibiteurs de signalisation du BCR ?

Theranostic strategies in the management of lymphoid hemopathies

Can we predict resistance to BCR-inhibitory agents?

L. Ysebaert*

* Service d’hématologie, institut universitaire du

cancer de Toulouse Oncopole ; Inserm UMR1037-CNRS ERL5294, Centre de recherche en cancérologie de Toulouse.

Petit manuel de survie dans la “jungle”

de la signalisation

Le lymphocyte B reconnaît des antigènes par son récep- teur, le BCR, et des patterns moléculaires associés aux pathogènes (PAMP) par certains Toll-Like Receptors (TLR), dans un contexte infl ammatoire chronique qui stimule d’autres récepteurs (par exemple, le récepteur TNFα, CD40, le récepteur à la lymphotoxine , etc.). La chronicité de ces signaux, associée à des aberrations génétiques, expose à la lymphomagenèse. Pour comprendre le mode d’action d’une molécule ciblant la signalisation du BCR, il faut considérer :

✓

la façon dont les signaux que l’on souhaite bloquer sont déclenchés par une stimulation extrinsèque du BCR ou de TLR (ligand-dépendante) ;

✓

la façon dont ces mêmes signaux peuvent être amplifi és, relayés ou, au contraire, détournés par des mutations (entraînant une stimulation intrinsèque, ligand-indépendante) portant sur des composants du puzzle moléculaire qui transmet l’information vers les facteurs de transcription régulant la prolifération, la survie et la maturation.

La figure 1 propose une “spatialisation”, des diffé- rents intervenants (signal-intégrateur-propagateur- eff ecteur) évidemment simplifi ée pour plus de clarté.

(2)

Correspondances en Onco-Théranostic - Vol. V - n° 2 - avril-mai-juin 2016 69 En outre, de très bonnes revues de la littérature traitent

du rôle du BCR et de BTK/PI3K en particulier dans la lymphomagenèse (1-3) .

Étape 1 : le module BCR/PI3K est activé par un TLR particulier et/ou un BCR d’isotype IgM

Par un mécanisme de “paradoxe allélique”, la plupart des lymphomes non hodgkiniens (LNH), bien que matures, exposent le plus souvent une immunoglobuline M (IgM) à leur surface. L’autre allèle, nucléaire, qui peut être une IgG ayant subi la commutation de classe, tient plutôt lieu de partenaire de translocation équilibrée avec de nombreux oncogènes, parmi lesquels Bcl-1 dans le lymphome à cellules du manteau (LCM), Bcl-2 ou Bcl-6 dans les LNH dérivés du centre germinatif (lymphomes B diff us à grandes cellules [LDGCB] ou folliculaires [LF]) ou encore c-myc dans le LNH de Burkitt. Ce BCR de type IgM à la surface du lymphocyte B possède un domaine cytoplasmique court, rendant indispensable l’association avec un hétéro dimère transmembranaire, CD79A/B. Les kinases PI3K/BTK font partie du signalosome recruté par CD79 à la membrane et stimulent de nombreuses autres kinases pour orchestrer la signalisation du BCR. Il y a donc 2 niveaux d’activation, coopérant pour favoriser la survie et la prolifération du lymphocyte B auto réactif et l’activation du facteur de transcription NF-κB (hétéro- dimère p65/p50, dit canonique ou classique). L’activation de NF-κB classique est une caractéristique moléculaire commune aux LDGCB de type “Activated B-Cell” (ABC), aux leucémies lymphoïdes chroniques (LLC) et aux LCM.

C’est le cas aussi dans la maladie de Waldenström, mais

alors la mutation MYD88^L265P entraîne un recrutement de BTK auprès des kinases IRAK-1 et -4 en aval de certains TLR, formant un complexe activant NF-κB (4) .

A contrario, en cas d’expression d’une IgG (por- tion cytoplasmique longue, signal indépendant de CD79A/B), de récepteurs aux médiateurs de l’in- flammation non-TLR (récepteurs TNF, récepteurs BAFF, dont les voies de signalisation PI3K/BTK- indépendantes seront développées plus loin), l’idé- lalisib et l’ibrutinib seront ineffi caces. Nous allons maintenant considérer chacun de ces inhibiteurs séparément pour aller plus avant dans notre explo- ration des mécanismes de résistance à l’ibrutinib (figure 2) et à l’idélalisib (figure 3, p. 70) .

Figure 1. Représentation schématique simplifi ée des diff érentes étapes de signalisation du BCR inhibées par l’ibrutinib et l’idélalisib.

Intégrateur (BTK)

Propagateur (PLCγ2)

Effecteur (NF-κB p65/p50)

Intégrateur (PI3Kδ)

Propagateur (Akt/mTOR)

Effecteurs (par exemple, GSK3, FOXO, etc.) Sous-membranaire

Cytoplasmique

Nucléaire

Figure 2. Représentation schématique des principaux mécanismes de résistance à l’ibrutinib.

Perte de fonction TRAF2/3 : NIK actif

Signal BCR indépendant de BTK

Mutation de BTK C481S

Mutation de PLCγ2 Mutation activant NF-κB en aval de PLCγ2 Signal : autre récepteur

de surface (TNFR, RTK)

Intégrateur : TRAF2/3

Propagateur : TAB2, NIK

Effecteur : NF-κB alterne ERK STAT

Signal : différents modes d’activation de BCR

Intégrateur : BTK

Propagateur : PLCγ2

Effecteur : NF-κB p65/p50

(3)

Étape 2 : une activation de NF-κB indépendante du BCR induit une résistance à l’ibrutinib

Dans les LDGCB-ABC, certaines mutations somatiques acquises (intrinsèques) favorisent encore la signalisation chronique (extrinsèque) du module BCR-BTK- PLCγ2-PKCβ-NF-κB, comme une mutation activatrice de CD79A/B ou de MYD88^L265P. Ces signaux très “proximaux”

des BCR/TLR rendent les cellules encore plus sensibles à l’action de l’ibrutinib (5, 6) . Au contraire, certaines mutations d’éléments du puzzle moléculaire activés après PLCγ2/PKCβ, comme les membres du complexe CBM ( CARD11/MALT-1/Bcl-10 ), en activant les IKKinases (inhibi- tor of kappa kinases) , stimulent NF-κB sans que l’ibrutinib soit capable d’inhiber ces signaux très “distaux”.

Ces éléments de théranostique sont cruciaux pour choisir le bon inhibiteur. En eff et, les inhibiteurs de PKC et de BTK ont les mêmes profi ls de résistance et de sensibilité, et les cellules tumorales peuvent développer des mécanismes d’échappement communs contre ces 2 types d’agents (7) . Si la mutation aff ecte, cette fois, la fonction inhibitrice de TNAIP3 (A20), inhibiteur naturel de NF-κB, ou des activateurs alternatifs au complexe CBM/IKKβ (par exemple une mutation activatrice de MAP3K7 en aval de récepteurs au TNF capables d’activer la voie NF-κB

classique, mais via un module TRADD-RIPK1-TAB2- MAP3K7), seuls des inhibiteurs de IKKβ (8) ou l’activation de NF-κB seront capables de bloquer le signal (4) .

Étape 3 : l’activation non classique

de NF-κB induit une résistance à l’ibrutinib

Dans les LCM, un mécanisme a été récemment décrit, qui démontre l’activation de la NF-κB Inducing Kinase (NIK) en aval de récepteurs membranaires non BCR/TLR, plutôt des récepteurs aux médiateurs solubles de l’infl ammation (7) . Dans ce cas, le TNF Receptor Associated Factor 2/3 (TRAF2/3) et Baculoviral IAP Repeat Containing 3 ( BIRC3) sont délétés ou mutés, et NIK (MAP3K14) est en conséquence activé pour moduler non pas la voie NF-κB classique, mais la voie alterne, par l’intermédiaire de l’hétérodimère p52/RelB (4) . La même kinase, IKKinase α, β ou γ (NEMO [NF-κB Essential Modulator] ) activée par diff érents récepteurs/intégra- teurs, mène donc à une activation soit classique mais BTK- indépendante, soit alterne, toujours BTK-indépendante, de NF-κB (4, 9) . Dans les LNH de la zone marginale (LZM) , les activations de NF-κB classique (translocations équilibrées des MALT) ou alterne (infl ammation chronique) laissent supposer une moins bonne effi cacité de l’ibrutinib, du moins en monothérapie.

Figure 3. Représentation schématique des principaux mécanismes de résistance à l’idélalisib.

Adaptateur : PI3Kδ

Effecteur : Akt/mTOR

Réponse cellulaire : arrêt de prolifération, apoptose

Feedback loop activant PI3K si on bloque seulement Akt ou mTOR

dual PI3K/mTOR inhibitors PTEN null

hyperactivation PI3K bi- ou pan-PI3K inhibitors Adaptateur alterne : RAS/MEK

Effecteur alterne : ERK PI3K/MEKK dual inhibitors

Effecteur alterne : MAPK, STAT5 PI3K/MEKK dual inhibitors

= Résistance acquise aux dual PI3K/mTOR ou pan-PI3K dans des lignées de LNH in vitro

Adaptateur alterne : PAK1 (p21 activated kinase) Récepteur non couplé à PI3K

Isoforme p110 α > δ bi- ou pan-PI3K inhibitors Signal : récepteurs couplés PI3K

Voie canonique : BCR-PI3K-Akt-mTOR

(4)

Correspondances en Onco-Théranostic - Vol. V - n° 2 - avril-mai-juin 2016 71 Dans les LNH à prolifération rapide, inhiber les 4 iso-

formes de PI3K entraîne une baisse drastique de la survie (10) , mais modifi e peu la capacité de prolifération . Les inhibiteurs de PI3K en monothérapie ne donnent que très peu de rémissions complètes (RC) dans les LDGCB (0 % avec l’idélalisib, 15 % avec un α + δ inhibiteur, le copanlisib). En outre, dans de nombreux LNH, l’activation de NF-κB n’est pas aussi primordiale que peut l’être celle de récepteurs à activité tyrosine kinase (LNH ALK⁺ [Anaplastic Lymphoma Kinase] , voie JAK/STAT dans certains LNH médiastinaux ou la maladie de Hodgkin) ou de récepteurs à certains morpho gènes (NOTCH1/2 dans les LZM, par exemple), cas dans lesquels l’ibrutinib sera sans doute peu effi cace, de même que l’idélalisib (4) . Les résultats d’une étude de phase I évaluant l’ibrutinib et comportant peu de cas de LZM font état de l’observation de peu de réponses dans ce contexte, comme dans le LF où des études d’augmentation de dose sont cependant en cours (11) . L’idélalisib semblait plus effi cace dans ces 2 entités ( taux de réponse globale de 54 % dans le LF, de 80 % dans le LZM mais avec moins de 10 patients).

Dans la LLC, au vu du taux de réponse obtenu avec ces 2 molécules et de la fréquence des mutations activatrices de la voie NOTCH, il est peu probable que cette dernière infl ue sur la réponse. Il faut cependant se rappeler que ces 2 traitements sont suspensifs et induisent le décrochage des cellules des niches ganglionnaires et spléniques, sites d’activation de NF-κB. Il se peut donc qu’ils agissent pré- férentiellement par inhibition des signaux délivrés par le microenvironnement. Ce double eff et (eff et antitumoral direct + eff et antistromal et/ou pro-immunitaire) est bien connu en oncologie avec les inhibiteurs de PI3K multi-isoformes. On l’observe aussi, dans des modèles murins, avec l’ibrutinib qui inhibe la BTK de la tumeur et les tyrosine kinases des lymphocytes CD4⁺ Th2 et des macrophages associés aux tumeurs. Cet eff et “ on target ” mais “ off -BTK ” peut même expliquer certaines réponses cliniques inattendues (12) .

Étape 5 : les mutations infl uant sur la poche à ATP ou l’isoforme de la kinase induisent une résistance à l’ibrutinib et à l’idélalisib

Des mutations somatiques acquises de BTK ou de PLCγ2 ont été décrites dans de rares cas de patients

comme cela a été décrit dans de nombreux cancers solides (mutation activatrice de PIK3CA, codant pour l’isoforme p110α, qui prend le relais de p110δ dans moins de 5 % des LDGCB).

Dans les LNH, la voie classique d’activation reste le BCR (IgM ou IgG qui active PI3K via Ras21). Il existe aussi des mutations de la 3-phosphatase PTEN, ennemi naturel de la PI3K, qui transforme le phosphatidylinositol 3,4,5-triphosphate , ou PIP3, en PIP2 . La mutation PTEN (20 à 30 % des LNH du centre germinatif, 5 à 15 % des LCM et LLC) entraîne une activation de tous les isoformes de PI3K. Dans un essai clinique évaluant l’idélalisib dans les LCM, 15 % des patients présentaient de telles pertes de PTEN, avec un ratio p110α/δ élevé, et une moins bonne réponse à l’idélalisib, ce qui est une des rares démonstrations de l’avantage d’une approche théranostique appliquée à une étude clinique (16) . Dans les LMC, les résultats du copanlisib (inhibiteur de PI3Kα + δ) sont d’ailleurs bien meilleurs que ceux de l’idélalisib.

Étape 6 : bloquer Akt/mTOR, boucles de rétrocontrôle réactivant la PI3K

On sait depuis longtemps que, avec les inhibiteurs des propagateurs du signal PI3K, Akt et mTOR, comme l’évé- rolimus qui a une autorisation de mise sur le marché dans les LCM, on n’obtient quasiment aucune réponse satisfaisante dans les LNH. En eff et, ils exercent naturelle- ment un eff et de rétrocontrôle négatif sur les récepteurs couplés à Ras (les PI3Kα , β, γ et δ ont un Ras-binding domain ) pour inhiber PI3K. Si on les inhibe, ce frein dis- paraît et la PI3K se réactive, apparemment de façon para- doxale, alors qu’en réalité cela était tout à fait attendu.

Cette base de réfl exion a favorisé le développement de stratégies de “ dual inhibitors ” (PI3K/mTOR, ou PI3Kα/δ ou γ/δ), ou de pan-kinases (buparlisib). Encore une fois, malgré un blocage quasi sélectif de PI3K/Akt/mTOR avec ces molécules, une étude datant de 2013 (17) a montré que l’expression du gène codant pour la sérine/

thréonine kinase PAK1 (P21 Activated Kinase 1) était signifi cativement corrélée à la résistance, ce qui permettait la survie cellulaire (parmi les 60 lignées de LNH, aucune mutation de PTEN n’était relevée dans les 21 LDGCB évalués). Une inhibition de PAK1 en association avec un dual inhibitor permettrait donc d’augmenter les chances d’éradiquer les cellules lymphomateuses.

(5)

Perspectives :

quelles sont les prochaines étapes ?

Pour augmenter l’efficacité des inhibiteurs de BCR, si l’on est convaincu de l’importance de cette voie dans la survie des cellules de LNH, il faudra associer des inhibiteurs de BTK et de PI3K (18) , comme dans le mélanome où l’on associe des inhibiteurs de BRAF et de MEKK (même voie de signalisation). Ensuite, on peut profiter de stratégies d’ “immune checkpoint blockade” pour éliciter une réponse immunitaire antitumorale (de nombreux LNH et leurs lymphocytes T intraganglionnaires expriment PD-1/PD-L1,

par exemple). L’association avec une chimiothérapie de type R-CHOP ou R-DHAP est aussi susceptible d’augmenter le taux de RC, mais ne semble pour le moment pas révolutionner la prise en charge. En ce qui concerne les anticorps monoclonaux, l’obinutuzu- mab (un anti-CD20 pauvre en fucose et plus efficace en cytotoxicité cellulaire médiée par les anticorps [ADCC]) est testé avec les 2 inhibiteurs, et fera sans doute mieux que le rituximab qui a peu augmenté le taux de RC. Il faudra surtout continuer à évaluer dans le cadre d’études cliniques la part des différents mécanismes évoqués plus haut dans la réponse ou l’absence de réponse aux 2 agents (19) . ■

1. Ramadani F, Bolland DJ, Garcon F et al. The PI3K isoforms

p110alpha and p110delta are essential for pre-B cell receptor signaling and B cell development. Sci Signal 2010;3:ra60.

2. Young RM, Staudt LM. Targeting pathological B cell receptor

signalling in lymphoid malignancies. Nat Rev Drug Discov 2013;12:229-43.

3. Hendriks RW, Yuvaraj S, Kil LP. Targeting Bruton’s tyrosine

kinase in B cell malignancies. Nat Rev Cancer 2014;14:219-32.

4. Rossi D, Ciardullo C, Gaidano G. Genetic aberrations of

signaling pathways in lymphomagenesis: revelations from next generation sequencing studies. Semin Cancer Biol 2013;23:422-30.

5. Young RM, Shaff er AL 3rd, Phelan JD, Staudt LM. B-cell

receptor signaling in diff use large B-cell lymphoma. Semin Hematol 2015;52:77-85.

6. Yang Y, Shaff er AL 3rd, Emre NC et al. Exploiting synthetic

lethality for the therapy of ABC diff use large B cell lymphoma.

Cancer Cell 2012;21:723-37.

7. Rahal R, Frick M, Romero R et al. Pharmacological and geno-

mic profi ling identifi es NF-κB-targeted treatment strategies for mantle cell lymphoma. Nat Med 2014;20:87-92.

8. Ceribelli M, Kelly PN, Shaff er AL et al. Blockade of oncoge-

nic IκB kinase activity in diff use large B-cell lymphoma by bromodomain and extraterminal domain protein inhibitors.

Proc Natl Acad Sci U S A. 2014;111:11365-70.

9. Niemann CU, Wiestner A. B-cell receptor signaling as a driver

of lymphoma development and evolution. Semin Cancer Biol 2013;23:410-21.

10. Foukas LC, Berenjeno IM, Gray A, Khwaja A, Vanhaesebroeck

B. Activity of any class IA PI3K isoform can sustain cell prolifera- tion and survival. Proc Natl Acad Sci U S A 2010;107:11381-6.

11. Advani RH, Buggy JJ, Sharman JP et al. Bruton tyrosine

kinase inhibitor ibrutinib (PCI-32765) has signifi cant activity in patients with relapsed/refractory B-cell malignancies. J Clin Oncol 2013;31:88-94.

12. Maffei R, Fiorcari S, Martinelli S, Potenza L, Luppi M,

Marasca R. Targeting neoplastic B cells and harnessing microenvironment: the “double face” of ibrutinib and idelali- sib. J Hematol Oncol 2015;8:60.

13. Woyach JA, Furman RR, Liu TM et al. Resistance mecha-

nisms for the Bruton’s tyrosine kinase inhibitor ibrutinib. N Engl J Med 2014;370:2286-94.

14. Woyach JA, Johnson AJ. Targeted therapies in CLL: mecha-

nisms of resistance and strategies for management. Blood 2015;126:471-7.

15. Zhang SQ, Smith SM, Zhang SY, Lynn Wang Y. Mechanisms

of ibrutinib resistance in chronic lymphocytic leukaemia and non-Hodgkin lymphoma. Br J Haematol 2015;170:445- 56.

16. Iyengar S, Clear A, Bödör C et al. P110α-mediated consti-

tutive PI3K signaling limits the effi cacy of p110δ-selective inhi- bition in mantle cell lymphoma, particularly with multiple relapse. Blood 2013;121:2274-84.

17. Walsh K, McKinney MS, Love C et al. PAK1 mediates

resistance to PI3K inhibition in lymphomas. Clin Cancer Res 2013;19:1106-15.

18. Mathews Griner LA, Guha R et al. High-throughput combi-

natorial screening identifi es drugs that cooperate with ibrutinib to kill activated B-cell-like diff use large B-cell lymphoma cells.

Proc Natl Acad Sci U S A 2014;111:2349-54.

19. Byrd JC, Jones JJ, Woyach JA. Entering the era of targe-

ted therapy for chronic lymphocytic leukemia: impact on the practicing clinician. J Clin Oncol 2014;32:3039-47.

R é f é r e n c e s

L. Ysebaert déclare ne pas avoir de liens

d’intérêts en relation avec cet article.