• biopsia liquida (liquid biopsy)
• carcinoma mammario (breast cancer)
• CDK 4/6 inibitori (CDK 4/6 inhibitors)
• mutazioni PIK3CA (PIK3CA mutations)

La terapia endocrina rappresenta l’opzione di scelta per il carcinoma mammario ER-positivo/HER2 negativo in stadio avanzato, anche in presenza di malattia viscerale, eccetto i casi di crisi viscerale, per donne in postmenopausa, pre e perimenopausa in associazione a soppressione ovarica, e per uomini (preferibilmente in associazione con LHRH analogo).
Gli inibitori delle chinasi ciclino dipendenti 4 e 6 (CDK4/6 inibitori) in associazione alla terapia ormonale rappresentano il nuovo trattamento standard per i pazienti con carcinoma mammario metastatico ER positivo/HER2 negativo, in quanto apportano un sostanziale beneficio in termini di sopravvivenza libera da progressione (PFS), un incremento significativo della sopravvivenza globale (OS) e un miglioramento della qualità di vita. Il CDK4/6 inibitore può essere somministrato in associazione ad un inibitore dell’aromatasi (AI) o a Fulvestrant, nella malattia metastatica de novo o recidivata, in prima o seconda linea, e in casi di resistenza endocrina primaria o secondaria. Tale linea guida risulta valida per le donne in postmenopausa, per quelle in premenopausa in associazione a LHRH analogo e per gli uomini preferibilmente con analogo del LHRH.
L’inibitore di PIK3CA Alpelisib in associazione a Fulvestrant costituisce un’opzione di trattamento per i pazienti con tumori che presentano la mutazione di PIK3CA (nell’esone 9 o 20), precedentemente trattati con un inibitore dell’aromatasi e con appropriati livelli di HbA1c, in quanto ha fornito un beneficio di circa cinque mesi in termini di PFS mediana. La sua efficacia dopo un trattamento con CDK4/6 inibitori è incerta, in quanto solo il 6% dei pazienti nello studio SOLAR-1 erano stati precedentemente trattati con questi farmaci.
La sequenza ottimale di terapia endocrine-based è incerta. Essa dipende da quali agenti sono stati precedentemente usati (nei setting neoadiuvante/adiuvante e metastatico), dalla durata della risposta, dal carico di malattia, dalla preferenza e disponibilità del paziente. Le opzioni disponibili per prima e seconda linea includono AI/Fulvestrant + CDK4/6 inibitore, AI/Fulvestrant/Tamoxifen + Everolimus, Fulvestrant + Alpelisib (nei tumori con mutazione di PIK3CA), AI, Tamoxifen e Fulvestrant in monoterapia.
Al momento non ci sono biomarcatori predittivi validati, eccetto lo status dei recettori ormonali, per identificare pazienti che beneficeranno o meno dell’aggiunta di un CDK4/6 inibitore o di un mTOR inibitore alla terapia endocrina, e nessuno dei biomarcatori finora studiati è pronto per l’uso nella pratica clinica.
PIK3CA è uno dei geni più frequentemente mutati nel carcinoma mammario (in circa il 40% dei carcinomi mammari ER+/HER2-) e l’iperattivazione della pathway di PI3K dovuta alle mutazioni di PIK3CA contribuisce alla resistenza alla terapia endocrina. Gli inibitori di CDK4/6 hanno cambiato il panorama terapeutico della malattia metastatica ormonoresponsiva. Alcuni meccanismi di resistenza ai CDK4/6 inibitori sono stati identificati, come la perdita di RB, l’amplificazione di CCNE1, l’iperespressione di TK1, ma sono disponibili dati limitati riguardo la deregolazione di PI3K.
Il presente studio è volto a valutare l’impatto delle mutazioni di PIK3CA su CDK4/6 inibitori in associazione a terapia ormonale e le potenziali caratteristiche cliniche che potrebbero suggerire uno screening per la mutazione di PI3K nei pazienti con carcinoma mammario avanzato.
In questo studio retrospettivo farmacogenetico sono stati arruolati pazienti con carcinoma mammario metastatico ER positivo/HER2 negativo trattati, presso l’Ospedale Universitario di Pisa, con Palbociclib o Ribociclib in associazione a terapia ormonale (Letrozolo o Fulvestrant) come da indicazione approvata. Sono stati raccolti 12 ml di sangue in provette EDTA prima dell’inizio del trattamento; è stato selezionato il plasma ed è stato estratto DNA tumorale circolante. L’analisi delle mutazioni di PIK3CA è stata eseguita con metodica ddPCR. Le mutazioni selezionate ed analizzate sono: p.C420R, p.E542 K, p. E545A, p.E545D, p.E545G, p.E545K, p.Q546E, p.Q546R, p.H1047L, p.H1047R, p.H1047Y. Sono state eseguite analisi statistiche per valutare il valore predittivo di tali mutazioni e la loro associazione con caratteristiche cliniche.
Dal 2017 al 2019 sono stati arruolati trenta pazienti: dodici (40%) presentavano una mutazione di PIK3CA al prelievo basale, con un’incidenza delle differenti mutazioni come segue: tre pazienti (25%) presentavano la p.E542K, tre pazienti erano portatori della p.Q546E, tre mostravano la p.Q546R, e altri tre la p.H1047R. Lo stato mutazionale di PIK3CA al basale era correlato in maniera indipendente con una più breve PFS mediana (7.44 vs 12.9 mesi, p=0,01) nei soggetti in trattamento con CDK4/6 inibitori e terapia ormonale. E’ risultato che le mutazioni di PIK3CA sono associate all’espressione di Ki67 nel tumore primitivo: elevati livelli di Ki67 erano associati con le mutazioni di PIK3CA (Ki67%,25.36±11.02vs.13.17±10.14;p=0.006). La significatività era mantenuta anche quando i pazienti portatori della mutazione venivano stratificati per livelli di Ki67 bassi (< 14%), intermedi (14 – 20%) ed elevati (> 20%) (p=0.009). Inoltre la probabilità di trovare una mutazione di PI3K incrementava anche in considerazione del management terapeutico nelle linee precedenti (McFadden’s R2 = 0.415, p = 0.004; AUC of the ROC curve = 0.914).
In conclusione, il presente studio pilota suggerisce che la presenza di una mutazione di PI3K, riscontrata mediante biopsia liquida, correla con una peggiore PFS nei pazienti con carcinoma mammario metastatico in trattamento con CDK4/6 inibitori, e che l’incidenza di una mutazione di PIK3CA è più alta nei pazienti con elevati livelli di Ki67 nel tumore primitivo. In considerazione del meccanismo d’azione dei PIK3CA inibitori e del cross-talk delle pathways coinvolte, sono stati disegnati numerosi trials clinici che utilizzano combinazioni di tre farmaci: CDK4/6 e PI3K inibitori in associazione alla terapia ormonale. A supporto di questa strategia, inoltre, alcuni dati hanno mostrato che i CDK4/6 inibitori possono sensibilizzare tumori che presentano la mutazione di PIK3CA ai farmaci PI3K inibitori; infatti combinare tali farmaci target determina un maggior tasso di regressione tumorale rispetto all’impiego degli stessi in monoterapia. La biopsia liquida, pertanto, potrà rappresentare uno strumento utile per meglio definire un trattamento farmacologico personalizzato nei pazienti con carcinoma mammario metastatico ER positivo/Her2 negativo.

Endocrine therapy (ET) is the preferred option for ER-positive/HER2 negative advanced breast cancer (ABC), even in the presence of visceral disease, unless there is visceral crisis, for postmenopausal women, pre- and perimenopausal women with ovarian function suppression (OFS), and men (preferably with an LHRH agonist).
Cyclin-dependent kinase 4 and 6 inhibitors (CDK4/6i) combined with ET are the new standard of care for patients with ER-positive/HER2-negative ABC, since they achieve a substantial PFS (progression free survival) benefit, significantly increase OS (overall servival) and either maintain or improve quality of life. The CDK4/6 inhibitor can be combined with an aromatase inhibitor (AI) or with fulvestrant, in de novo or recurrent ABC, in first or second line and in cases of primary or secondary resistance (defined as per ABC guidelines). This recommendation applies to postmenopausal women, to premenopausal women in combination with an LHRH agonist and to men preferably in combination with an LHRH agonist.
The PIK3CA inhibitor Alpelisib in combination with fulvestrant is a treatment option for patients with PIK3CA-mutated tumours (in exons 9 or 20), previously exposed to an AI and with appropriate HbA1c levels, since it provided about 5 months of benefit in median PFS. Its efficacy after exposure to CDK4/6 inhibitors is unknown, since only 6% of patients in the SOLAR-1 trial had been previously treated with those agents.
The optimal sequence of endocrine-based therapy is uncertain. It depends on which agents were previously used (in the neoadjuvant/adjuvant or advanced settings), its duration of response, tumor burden, patients’ preference and availability. Available options for first and second line include: AI/fulvestrant + CDK4/6 inhibitor, AI/tamoxifen/fulvestrant + everolimus, fulvestrant + alpelisib (for PIK3CA-mutated tumours), AI, tamoxifen and fulvestrant as single agents.
At present, no validated predictive biomarkers other than hormone receptor status exist to identify patients who will/will not benefit from the addition of a CDK4/6 inhibitor or an mTOR inhibitor to ET and none of the studied biomarkers is ready for use in clinical practice.
PIK3CA is one of the most frequently mutated genes in breast cancer, occurring approximately 40% of ER positive/HER2 negative ABC and PI3K pathway hyperactivation due to PIK3CA mutations contributes to endocrine resistance. CDK 4/6 inhibitors have changed the treatment landscape of ER+, HER2- ABC. Putative mechanisms of resistance to CDK4/6i have been identified, such as RB loss, CCNE1 amplification, TK1 overexpression, but limited data are available on PI3K deregulation. The present study evaluates the impact of PIK3CA mutations on CDK4/6i plus hormone therapy and evaluates potential characteristics that may suggest for a PI3K screening in patients with ABC.
In this retrospective pharmacogenetic study we enrolled ER positive/HER-2 negative metastatic breast cancer patients treated at the University Hospital of Pisa with Palbociclib or Ribociclib in combination with hormonal therapy (Letrozole or Fulvestrant) as per approved label.
12 mL of blood were collected in EDTA tubes at baseline prior to CDK4/6i plus hormone therapy. Plasma was separated and circulating free DNA (cfDNA) was extracted. PIK3CA mutation analysis was performed on a ddPCR. Selected and analyzed mutations included: p.C420R, p.E542 K, p. E545A, p.E545D, p.E545G, p.E545K, p.Q546E, p.Q546R, p.H1047L, p.H1047R, p.H1047Y. Statistical analysis were performed to investigate the predictive power of such mutations and any association with clinical factors.
From 2017 to 2019 thirty patients were enrolled. Twelve patients (40%) presented a PIK3CA mutation at baseline, with an incidence of the different PIK3CA mutations as follows: 3 patients (25%) presented the p.E542K, 3 were carrier of the p.Q546E, 3 showed the p.Q546R, and other 3 patients had the p.H1047R. PIK3CA mutation status at baseline was independently associated with shorter median PFS (7.44 vs 12.9 months, p = 0.01) in subject receiving CDK4/6i plus hormone therapy. PIK3CA mutations were found to be associated to Ki67 expression in primary lesions: higher Ki67 levels were associated with PIK3CA mutations vs none (Ki67%,25.36±11.02vs.13.17±10.14; p=0.006). The significance was maintained when PIK3CA mutant patients were stratified as low (<14%), intermediate (14-20%) and high (>20%) Ki67 levels (p=0.009). Moreover, the probability to find a PI3K mutation improved considering also the therapeutic management in previous lines of treatment (McFadden’s R2 = 0.415, p = 0.004; AUC of the ROC curve = 0.914).
In conclusion, the findings of this pilot study suggest that the presence of a PI3K mutation in liquid biopsy correlates with a worse PFS in patients with ABC receiving CDK4/6i, and the incidence of a PIK3CA mutation is higher in patients with high Ki67 expression in their primary tissue.
Given the PI3K inhibitors mechanism of action and given the cross-talk of the actors involved, a series of clinical trials using triplet combinations of CDK4/6 and PI3K inhibitors with an endocrine therapy backbone, have been reasonably developed. Moreover, supporting this strategy, data showed that CDK4/6i can sensitize PIK3CA mutant tumours to PI3K inhibitors. Finally, combined targeting of CDK4/6 and PI3K inhibitors resulted in greater tumour regression compared with PI3K or CDK4/6 inhibition alone.
Therefore liquid biopsy could be a useful tool to suggests a better tailored pharmacological intervention for ER positive/HER 2 negative ABC patients.