II.A Interleuchina-2
Interleuchina-2 è la più studiata di questo gruppo di molecole per il trattamento del cancro. IL-2 è stata identificata e clonata nei primi anni ’80 come fattore di crescita delle cellule T. L’IL-2 è prodotta dalle cellule T attivate e promuove l’ulteriore crescita e differenziazione delle cellule T attivate. I suoi effetti includono la proliferazione di CTL, cellule T-helper e cellule NK, mentre aumenta la secrezione di IFN-γ e TNF-α. Il recettore IL-2 ha tre catene: α, β e γ. Sulle cellule T a riposo, le catene β e γ sono espresse e si legano a IL-2 con affinità moderata. All’attivazione delle cellule T, viene espressa la catena α, che forma un recettore ad alta affinità insieme alle catene β e γ. Negli studi genetici di knockout di IL-2 nei topi, gli animali hanno sviluppato una diminuita reattività delle cellule T a numerosi stimoli antigenici e alcuni hanno successivamente sviluppato una sindrome simile alla malattia infiammatoria intestinale.
La somministrazione sistemica di IL-2 in modelli animali murini ha portato alla regressione delle metastasi polmonari e sottocutanee stabilite in modo dose-dipendente. La somministrazione intraperitoneale di IL-2 ogni 8 ore ha mediato la regressione delle metastasi polmonari consolidate nei sarcomi singenici MCA-105 e MCA-106, così come il melanoma singenico B16. I linfociti sono stati visualizzati nei siti di regressione dei tumori. L’esperienza nei modelli animali ha infine portato allo sviluppo di regimi di IL-2 ad alte dosi per la ricerca clinica.
Numerosi studi clinici negli esseri umani con il cancro sono stati eseguiti con IL-2. L’IL-2 è stata somministrata ai pazienti attraverso una varietà di vie: per via endovenosa, sottocutanea, intraperitoneale e intratecale. L’IL-2 è stata somministrata come agente singolo o in combinazione con altre citochine come l’interferone. È stata usata con linfociti autologhi e allogenici in terapie di trasferimento adottivo e come adiuvante in numerose strategie di vaccinazione. Anche se studiato in una varietà di tipi di tumore, IL-2 è stato più ampiamente adattato nel trattamento del carcinoma a cellule renali e del melanoma metastatico.
Trattamenti con IL-2 in bolo ad alte dosi (600.000-720.000 UI/kg IV ogni 8 ore nei giorni 1-5 e 15-19; massimo 28 dosi per ciclo) come agente singolo o in combinazione con cellule killer attivate da linfociti (LAK) producono risposte globali del 15-20% con risposte complete nel 4-6% dei pazienti con carcinoma a cellule renali e melanoma. Le risposte durevoli osservate nel carcinoma a cellule renali hanno portato all’approvazione della PDA di IL-2 in bolo ad alte dosi nel 1992. In uno studio che ha esaminato il trattamento di 270 pazienti in otto protocolli con IL-2 ad alte dosi per il melanoma metastatico, la durata mediana delle risposte complete (CR) è stata superiore a 40 mesi e il tempo mediano di sopravvivenza libera da progressione per i pazienti che rispondevano era più di un anno. Nessuna ricaduta si è verificata nei pazienti che hanno risposto dopo 30 mesi. I regimi ad alte dosi di IL-2 producono un significativo beneficio clinico per una minoranza di pazienti. Tuttavia, dato che un piccolo sottogruppo di pazienti ha avuto una risposta completa durevole, l’IL-2 ad alte dosi è stato approvato dalla PDA per i pazienti anche con melanoma metastatico. Le gravi tossicità derivanti dalla somministrazione di IL-2 ad alte dosi ne hanno limitato l’uso ai pazienti con un eccellente performance status e una funzione intatta degli organi finali.
Negli studi sugli animali, le cellule LAK raccolte dal sangue periferico e successivamente attivate in vitro, combinate con IL-2, sono risultate efficaci nel ridurre i tumori. Gli studi iniziali condotti con le cellule LAK nell’uomo hanno dimostrato un tasso di risposta fino al 35% per il carcinoma a cellule renali e un tasso di risposta del 21% per il melanoma con una durata delle risposte che va da 1 a 5 anni. L’esame istologico delle metastasi cutanee in pazienti con melanoma che hanno risposto ha dimostrato linfociti infiltranti. Le cellule NK esposte ad alte dosi di IL-2 diventano la componente predominante delle cellule LAK adottive. Il meccanismo dell’attività antitumorale osservata è ancora relativamente poco compreso. Sia le cellule T che le cellule NK possono giocare un ruolo. Non è chiaro se ci sia qualche beneficio veramente dimostrabile alla combinazione di cellule LAK con IL-2 ad alta dose rispetto all’IL-2 ad alta dose.
Un altro programma di immunoterapia adottiva coinvolge i linfociti infiltranti il tumore (TILs). I TIL sono cellule che si trovano in tutto il tumore. I TIL che potenzialmente offrono una specificità antigenica antitumorale possono essere espansi facilmente in vitro con l’aggiunta di IL-2. Le TIL espanse in presenza di tumore autologo e IL-2 dimostrano attività citolitica contro tumori autologhi e HLA-matched. Lo studio clinico più completo di Rosenberg e collaboratori ha trattato 86 pazienti con melanoma metastatico con TIL autologhe e IL-2 in bolo ad alte dosi. I tassi di risposta sono stati riportati al 34%, non significativamente diversi da quelli osservati con la sola somministrazione sistemica di IL-2 sia nel carcinoma a cellule renali che nel melanoma, con circa il 6% di risposte complete. La durata di queste risposte era di circa 6 mesi. Risposte migliori sono state osservate quando le TIL avevano tempi di raddoppiamento più brevi, derivavano da tessuti sottocutanei invece che dai linfonodi, e venivano coltivate per periodi di tempo più brevi. Uno studio randomizzato di fase III in pazienti con carcinoma a cellule renali metastatico ha dimostrato una mancanza di efficacia per l’aggiunta di TILs a basse dosi di IL-2 dopo la nefrectomia.
La tossicità dei regimi di IL-2 ad alte dosi può essere particolarmente grave e può includere la sindrome da perdita capillare, aritmie cardiache, edema polmonare, sepsi da catetere e ipotensione che richiede un supporto pressorio, che può portare alla morte. L’induzione dell’ossido nitrico gioca un ruolo principale nella tossicità dell’IL-2. Inoltre, citochine secondarie sembrano contribuire allo sviluppo di manifestazioni tossiche dell’IL-2. IL-2 è un forte induttore di citochine infiammatorie, tra cui IL-1, TNF-α e IFN-γ. In modelli animali, ci sono stati effetti benefici dell’aggiunta di inibitori solubili di TNF o IL-1 per diminuire la tossicità. Tali agenti sono stati studiati in pazienti che ricevevano IL-2 ad alte dosi. Tuttavia, questi agenti non hanno permesso di somministrare dosi più elevate di IL-2 o di produrre meno tossicità ad una data dose di IL-2. L’uso di desametasone con la somministrazione di IL-2 ad alte dosi ha portato ad una marcata diminuzione dei livelli di TNF, così come un significativo miglioramento della tossicità da febbre e ipotensione, permettendo quasi un aumento di tre volte della dose massima tollerata. La somministrazione di desametosone, tuttavia, può limitare l’efficacia antitumorale di IL-2 impedendo la produzione di citochine secondarie. L’identificazione del difetto chemiotattico dei neutrofili con la somministrazione di IL-2 ha sottolineato la necessità della somministrazione di antibiotici profilattici. Tale profilassi ha avuto un impatto positivo sul rischio di mortalità con la somministrazione di IL-2 a causa di sepsi batterica.
I tentativi di diminuire la tossicità di IL-2 con la somministrazione tramite infusione continua piuttosto che in forma di bolo hanno portato a una diminuzione degli effetti collaterali. Tuttavia, questo mezzo di somministrazione ha anche portato a tassi di risposta che erano più bassi e di durata più breve rispetto a quelli osservati con la terapia in bolo ad alte dosi. La sostituzione di una bassa dose di IL-2 con un regime ad alta dose contenente bolo per il trattamento dei tumori solidi ha generalmente sacrificato la reattività per diminuire la tossicità. Regimi di IL-2 a basse dosi e meno tossici possono avere attività contro il carcinoma a cellule renali, ma un’efficacia simile per il melanoma non è stata osservata. L’uso di IL-2 a basse dosi, tuttavia, ha un effetto biologico nella capacità di aumentare il numero di cellule NK.
IL-2 è stato usato in combinazione sia con la chemioterapia che con altre citochine. Più comunemente, l’IL-2 è stata combinata con gli interferoni. Tuttavia, non ci sono prove convincenti che ci siano effetti terapeutici sinergici o addirittura additivi. I tentativi di aggiungere altri agenti alle combinazioni di citochine dei trattamenti IL-2/interferone-α per il carcinoma a cellule renali, come il 5-fluorouracile, non hanno dimostrato di migliorare l’efficacia. I risultati sono un po’ più incoraggianti per gli studi che combinano regimi di chemioterapia con cisplatino e IL-2. Altre chemioterapie combinate con IL-2 sono in fase di studio, compresi gli agenti che vanno dalla fotemustina all’arginina butirrato.
Le combinazioni di biochemioterapia nel melanoma, in genere un regime di chemioterapia a base di dacarbazina con IL-2 e INF-α, hanno dato le risposte più alte, fino al 50-60%, anche se con effetti collaterali significativi. Gli studi per diminuire la tossicità della biochemioterapia attraverso una somministrazione modificata in un modello di dosaggio decrescente o regimi ambulatoriali a dosi più basse hanno avuto un certo successo nella diminuzione degli effetti collaterali. Si spera che gli studi clinici di fase III in corso determineranno se esistono differenze significative nei tassi di risposta e nella sopravvivenza complessiva tra la biochemioterapia e la sola chemioterapia.
IL-2 è stato anche usato come adiuvante in una serie di strategie di vaccinazione contro il cancro. Con la premessa di aiutare l’attivazione e l’espansione delle cellule T, l’IL-2 è stata utilizzata in combinazione con la vaccinazione con cellule dendritiche, così come con peptidi sintetici che rappresentano noti motivi di legame MHC. La vaccinazione con un nonapeptide gp100 immunodominante prodotto per aumentare il legame con HLA-A2 ha rivelato un’immunizzazione di successo nel 91% dei pazienti con melanoma. Risposte oggettive sono state osservate in 13 dei 31 pazienti che hanno ricevuto il peptide più IL-2, mentre altri quattro pazienti hanno riportato risposte miste. I risultati clinici sono stati superiori a quelli della sola vaccinazione. Sulla base di questi risultati preliminari, sono in corso studi prospettici per delineare l’efficacia del peptide più il trattamento IL-2 rispetto alla sola IL-2.
IL-2 è stato utilizzato anche come agente immunomodulatore dopo il trapianto di cellule staminali. Per i pazienti sottoposti a trapianto di midollo osseo per neoplasie ematologiche, i determinanti chiave del risultato includono la ricostituzione della competenza immunitaria contro gli agenti infettivi e l’attività immunitaria contro i bersagli tumorali. Infusioni prolungate di IL-2 a basse dosi in pazienti che ricevono trapianti di midollo osseo sia autologhi che allogenici hanno dimostrato che è sicuro. In questo contesto, l’IL-2 può aumentare il numero e l’attività delle cellule NK. L’IL-2 a basse dosi non sembra accelerare la malattia da trapianto contro l’ospite (GVHD). Ci sono alcune prove che tale terapia può migliorare la sopravvivenza libera da malattia, ma questo non è stato ancora confermato in uno studio randomizzato.