Inmunidad y cáncer de pulmón

JULIAN SANZ

Esquema

• Conceptos básicos de inmunidad.

• Métodos para valorar la inmunidad intratumoral

• Importancia de la inmunidad en diferentes estadios y situaciones del cáncer de pulmón.

• Nuestra experiencia

• Biopsia liquida?

-First theories: W Coley and P Elrich

-ImmunosurvillianceBurnet and Thomas’s

I I.- Conceptos de inmunidad:

Frank Macfarlane Burnet(1899–1985).

-Immunosenescence

-Immunoediting: Schreiber, Old and Smyth’s

1.- Elimination, 2.- Equilibrium, 3.- Escape.William Coley, 1880s, New

York surgeon,Coley toxins

• Menor antigenicidad vs inmunotolerancia

• Peor pronóstico

A.- Sin inflamación intratumoral

• Mejor pronóstico

B.- Con inflamación intratumoral

CD56+, CD3+

CD56+, CD3-

CD117

CD1a

Innate immunityAdaptive immunity

Chemical microenvironment

Role of Lymphocytes

T cells

CD4+ CD25- Foxp3-

7

CD4+ CD25+ Foxp3+

Linfocito T :

Balance de checkpoints activadores o inactivadores

Mellman I et al, Bature 2011; 480:481-9.

Ongoing therapies to avoid cancer avoiding immunity

1) Block immune checkpoints (inmunotolerancia):

AntiPDL1

Anti CTLA-4

2) Accelerating immunity with Agonist Ab:

GITR, Anti-OX40, antiCD40,…

3) Peptide-based vaccines

Ej: A10VAC

4) MDSC suppressor

5) Adoptive Immunity….

Agent FDA Approved Target(s) FDA-approved indication(s)

Erlotinib (Tarceva) EGFR (HER1/ERBB1) Non-small cell lung cancer

Pancreatic cancer

Afatinib (Gilotrif) EGFR, HER2 • NSCLC(EGFR exon 19 del ,L858R)

Gefitinib (Iressa) EGFR (HER1/ERBB1) • NSCLC( EGFR exon 19 del or L858Rmut)

Bevacizumab (Avastin) VEGF ligand • Cervical cancer

• Colorectal cancer

• Fallopian tube cancer

• Glioblastoma

• Non-small cell lung cancer

• Ovarian cancer

• Peritoneal cancer

• Renal cell carcinoma

Ipilimumab (Yervoy) CTLA-4 • Melanoma

Ceritinib (Zykadia) ALK • Non-small cell lung cancer (ALK +)

Crizotinib (Xalkori) ALK, ROS1, MET • Non-small cell lung cancer (ALK +)

Nivolumab (Opdivo) PD-1 • Melanoma

• Non-small cell lung cancer

Ramucirumab (Cyramza) VEGFR2 • Colorectal cancer

• Gastric cancer or Gastroesophageal junction(GEJ) adenocarcinoma

• Non-small cell lung cancer

Pembrolizumab (Keytruda) PD-1 Melanoma

Non-small cell lung cancer (PD-L1+)

II.- La respuesta inmune intratumoral es variable. Métodos para clasificarla.variable. Métodos para clasificarla.

*+

Biomarker Platform Function Additional FeaturesB7H3 IHCB7H4 IHCCD3 IHC Regulatory T cellsCD4 IHC Helper T cellsCD8 IHC Cytotoxic T cells. QIA. Interface measurement.CD79b IHC B cell

CD163 IHC Tumor Associated Macrophages QIA on immune and tumor cells. Interface measurement.

C-MYC IHC Pathologist scoring.DC-LAMP IHC

FOXP3/CD3 IF Immune Suppression

Granzyme B IF Cytolytic Mediator

HLA-DR IHC

ICOS (CD278) IHCCostim Molecule. Candidate biomarker for CTLA4 therapies

IDO IHC Tumor Immune EscapeIRF-1 IHC QIA. Interface measurement.

From Yuan et al; Journal for Immunotherapy of cancer 2016; 4 (3)

*Exoma, multiplex PCR, “Immunosequencing” or B and T “deep sequencing”, neoepitopes… +Prognostic and predictive immune gene signatures. Bedognetti, et al; Current opinions in Oncology, Nov 2015

IRF-1 IHC QIA. Interface measurement.

Ki67/CD4 IHC Proliferating Helper T cells

Ki67/CD8 IF Proliferating Cytotoxic T cells

LAG-3 IHC Checkpoint receptor QIA. Interface measurement.MHC-1 IHC

OX40 (CD134) IHC Immune Suppression

PD-L1 (E1L3N) IHC Checkpoint Receptor QIA on immune and tumor cells. Available for patient selection.

PD-L1 (SP142) IHC Checkpoint Receptor QIA on immune and tumor cells. Available for patient selection.

PD-L2 IHCPerforin IHC Cytolytic MediatorSTING IHC HistogenexTIM-3 IHC Checkpoint Receptor Pathologist scoring

Inmunohistoquímica PDL1

• PDL1 en CPNM:Sobreexpresión: 13-70%

• Problemas:• Problemas:– Heterogeneidad : intratumoral,

1io/mts, tratamiento,…

– Ac distintos:• Punto de corte.

• Cel Tumoral +/- inmune

• Localización (membrana/intracelular/estroma)

• Distribución

Ej: Para tratamiento con Keytruda, Ac DAKO/Agilent en cels tumorales >1%

III.- Importancia de la inmunidad en diferentes estadios y situaciones del cáncer

de pulmón.de pulmón.

• Estadios iniciales:– No tratados

– Neoadyuvancia

– Adyuvancia– Adyuvancia

• Estadios avanzados:– 1ª línea

– Otras líneas

– CombinacionesHCSC

IV.- Nuestra experiencia.

Lung cancer

• The leading cause of death in developed countries (1.5 million deaths worlwide per year).

• Combination of radiological imaging, clinical, histopathological and molecular data for personalyzed treatment.

• Targeted therapies have shown a dramatic impact on patients outcome, since 2006.

Parameter Patients

% Association RFS

95% CI HR

Chronic Inflammation Absent/weak 67 79.8 0.523

Moderate/ (>10%) strong (>20%)

17 20.2 0.85 (0.38-1.88)

Acute Inflammation Absent 48 57.1 0.668

Present 36 42.9 0.85 (0.40-1.81)

TIL Absent 76 90.5 0.399

Present 8 9.5 0.54 (0.13-2.30)

CD20 IHC Weak/absent 42 50 0.15 (0.05)** **1.99 (0.93-4.26)

Moderate ( 10-30 cells/mm2)

31 37

• Limited amount of tissue available in most cases.

1 mm

30 cells/mm2)

Strong 11 13

CD79 Weak/absent 45 53 0.09 (0.08)** **1.47(0.70-3.3)

Moderate 26 31

Strong 13 15

CD3 Weak/absent 35 42 0.275(0.875)**

**1.06 (0.5-2.25)

Moderate 38 45

Strong 13 13

CD57 Weak/absent 55 65 0.448 0.74(0.34-1.62)

Moderate/Strong 29 35

CD8 Weak absent 42 50 0.578 1.21 (0.5-2.15)

Moderate/strong 42 50

External Validation (n=162)

Low risk expression profile

A 50-gene “immune” expression profile classifies early-stage NSCLC (n=246) into low and high recurrence risk”Firma génica HCSC “50 genes”:

distinta situación de partida

Hazard Ratio: 3.359, Log-Rank: P=0.001

High risk expression profile

Dis

ea

se-f

ree

su

rviv

al

Cluster “High risk” (112) ——

Cluster “Low risk” (50) ——

Development series (n=84)

Years

Sanz-Ortega J et al, CTO 2014.

More validations: Director's Challenge Consortium for

the Molecular Classification of Lung Adenocarcinoma dataset, Shedden et al, Nature Genetics (n=439)

B-cell-specific transcrtiptionalco-activator (POU2)

TNFR, 17

Firma 50 genes: Inmunidad B sobre-expresada en Low-risk

B and plasma cells:

MadurationRecruitingMemory cellsProliferation Anti-apoptosis

SLAM7F (CD139), proliferation, autocrine cytokine

CXCL13, a B-cell-attracting chemokine, IRF4, B-cell development CD38: proliferation and survival of B cells CD27 memory cellsPim-2 anti-apoptotic

Is there any “immune gene” overexpressed in high-risk?

• -----x regulates B cell interactions with other cell types in tumor microenvironment (Aassheim, Blood 2000)

• It inhibits B cell transmigration from vascular endothelium (Zapata, Blood 2011).

One third of NSCLC have an intratumoral lymphocyte infiltrate, B-cell mediated associated with better prognosis.

Biopsia Líquida- Célula tumoral circulante

- ADN circulantes

• Estudio biomarcadores ¿Cuándo?

– Material insuficiente/no válido o no hay.

– Correlación con primario

– A la progresión

– A la resistencia

• Cómo: NGS, PCR, FISH en CTC

Case report: Breast cancer: PIK3CA: Primary, rib and skin: w.t, Liver and cfDNA: mut. Romero A et al:Trasl Res Dic 2015.

Conclusiones

• Hay que conocer las bases de la relación sistema inmune y cáncer.

• Al diagnóstico la respuesta inmune es variable. NO disponemos de “inmunoscores” adecuados, y estandarizados, aunque empieza a haber muchas opciones disponibles: IHQ, firmas, NGS (incluyendo immunosequencing), ….(incluyendo immunosequencing), ….

• PDL1 x IHQ es el marcador directo para anti-PD1/PDL1

• Nuestra experiencia (y algunos otros autores) la activación de respuesta B es clave para distinguir que los linfocitos T tengan un papel “activo”..