Cdk4/6 inhibition in pancreatic cancer: Effectiveness and molecular bases in combination with taxanes

espanolEl cancer de pancreas se situa como uno de los canceres con mayor tasa de mortalidad, la supervivencia media es de 4.6 meses a partir del diagnostico, y 5 anos despues, la supervivencia global es unicamente un 3%. Esto se debe a la inexistencia de tratamientos eficaces que puedan aumentar significativamente la esperanza de vida de los pacientes. Recientemente, se han desarrollado farmacos con la capacidad de inhibir las quinasas dependientes de ciclinas (CDK) 4 y 6. Estos inhibidores han sido aprobados por la agencia de Food and Drug Administration (FDA) para el tratamiento del cancer de mama, ademas, estan siendo testados para otros tumores solidos dando resultados prometedores. Un gen muy frecuentemente alterado (mas del 90%) en los tumores de pancreas es CDKN2A, y como consecuencia se pierde la actividad o expresion de p16INK4a. El supresor tumoral p16INK4a es un inhibidor de CDK4/6, por tanto, es un inhibidor de la ruta del retinoblastoma. Debido a esta frecuente alteracion, decidimos testar la eficacia de farmacos inhibidores de CDK4/6 (CDK4/6i) para el tratamiento del cancer de pancreas. Tanto los resultados que hemos obtenido in vitro, como in vivo, senalan al CDK4/6i palbociclib (PD-0332991) como un potencial tratamiento para el cancer de pancreas, pero tambien dejan clara la necesidad de encontrar otro agente que, en combinacion, incremente la eficacia de ambos farmacos por separado. Como agente para la combinacion decidimos utilizar uno de los farmacos empleados habitualmente para el tratamiento del cancer de pancreas, Paclitaxel (Taxol). El tratamiento de lineas celulares con la combinacion de taxol y palbociclib resulto en un mayor efecto anti-proliferativo que cuando ambos farmacos son utilizados por separado. Curiosamente, el esquema de tratamiento para la combinacion de ambos farmacos es importante, ya que se obtienen mejores resultados cuando las celulas se pretratan con taxol antes de la administracion de palbociclib. El analisis del ciclo celular ha demostrado que las celulas que sufren aberraciones debido al tratamiento con taxol, son mas potentemente arrestadas por palbociclib. Los perfiles de expresion genica senalan una supresion de los mecanismos de reparacion de dano en el ADN como principal diferencia entre los tratamientos por separado frente al tratamiento combinado. Ademas, para evaluar la eficacia de este nuevo tratamiento combinado in vivo, tratamos ocho modelos de xenoinjertos derivados de paciente (PDX) de cancer de pancreas con palbociclib y paclitaxel, siguiendo el mismo esquema de tratamiento. Es importante destacar que siete de ellos presentaron una mayor inhibicion del crecimiento tumoral en la combinacion con respecto a las monoterapias. Lo mismo ocurre en ratones geneticamente modificados (GEMMs), que desarrollan tumores de pancreas espontaneamente, en estos el efecto de la combinacion es incluso mas dramatico EnglishPancreatic cancer continues the deadliest human cancer, with a median survival of 4.6 months after diagnosis, and an overall survival at 5 years of only 3%. The main cause is the lack of effective treatments that significantly increase the life expectancy of patients. Recently, cyclin-dependent kinases (CDK) 4 and 6 inhibitors (CDK4/6i) have been developed. These inhibitors have been approved by the Food and Drug Administration (FDA) for the treatment of breast cancer, in addition, they are being tested for other solid tumors giving promising results. One frequently altered gene (more than 90%) in pancreatic tumors is CDKN2A, and as a consequence the activity or expression of p16INK4a is lost. The p16INK4a tumor suppressor is an inhibitor of CDK4/6, therefore, is an inhibitor of the retinoblastoma pathway. Due to this frequent alteration, we decided to test the efficacy of CDK4/6i for the treatment of pancreatic cancer. The results that we have obtained both in vitro and in vivo, point to the CDK4/6i palbociclib (PD-0332991) as a potential treatment for pancreatic cancer, however, also make clear the necessity of finding a partner that, in combination, increases the effectiveness of both drugs separately. As agent for the combination we decided to use one of the drugs commonly used for the treatment of pancreatic cancer, Paclitaxel (Taxol). The treatment of different cell lines with the combination of taxol and palbociclib resulted in a greater anti-proliferative effect than when both drugs are used separately. Interestingly, the schedule of treatment for the combination of both drugs is important, since better results are obtained when cells are pre-treated with taxol before the administration of palbociclib. Cell cycle analysis has shown that cells that have suffered aberrations due taxol treatment, are more potently arrested by palbociclib. The gene expression profiles indicate a suppression of DNA damage repair mechanisms as the main difference between each of the treatments single-agent versus the combined treatment. In addition, to evaluate the efficacy in vivo of this new combination treatment, we treated eight models of patient-derived xenografts (PDX) of pancreatic cancer with palbociclib and paclitaxel, following the same treatment schedule. Importantly, seven of them presented an increased tumor growth inhibition in the combination with respect to the monotherapies. The same happens in genetically modified mice (GEMMs), which spontaneously develop pancreatic tumors, in which the effect of the combination is even more dramatic.