BRAF in melanoom: ESMO Biomarker Factsheet

Definitie van BRAF

BRAF (v-raf murine sarcoma viral oncogene homolog B1) is een serine/threonine eiwitkinase dat een cruciale rol speelt in de RAS-RAF-MEK-ERK mitogen activated protein kinase (MAPK)-celsignaleringsroute. Activering van deze route leidt tot overdracht van extracellulaire signalen door de cel via een cascade van fosforylering, leidend tot veranderde genexpressie, celgroei, overleving en differentiatie in normale en getransformeerde cellen.

BRAF is een krachtig oncogen dat in ongeveer 8% van alle kankers wordt geactiveerd. BRAF-puntmutaties zijn geïdentificeerd in een breed scala van solide tumoren en een subset van hematologische maligniteiten, en komen vooral voor in melanomen. De meeste BRAF-mutaties komen voor in het activeringsdomein van het kinase, hetgeen leidt tot constitutieve activering van BRAF en fosforylering van MEK, onafhankelijk van stroomopwaartse activering door receptor tyrosinekinasen of RAS. Dit leidt tot een ongehinderde, constitutieve activering van ERK, die leidt tot bevordering van celgroei en ontwijking van apoptose en uiteindelijk tot neoplastische transformatie. De meest voorkomende BRAF-mutatie, die in meer dan 90% van de tumoren met BRAF-mutatie wordt aangetroffen, is een substitutie van een valine door een glutaminezuur bij aminozuur 600 (V600E) in het kinase-activeringsdomein. Deze substitutie bootst fosforylering van de activeringslus na, waardoor constitutieve BRAF-eiwitkinaseactiviteit wordt geïnduceerd.

BRAF-mutaties in melanoom

Activerende BRAF-mutaties zijn aanwezig in ongeveer 50% van alle melanomen. Ongeveer 90% van deze mutaties treedt op bij aminozuur 600, waarvan de meerderheid BRAF V600E-mutaties zijn. Andere mutaties zijn geregistreerd bij codon 600, waaronder BRAF V600K, V600D en V600M.

De hoge frequentie van BRAF-mutaties in melanoom impliceert dat dit oncogen een aantrekkelijk therapeutisch doelwit kan zijn en heeft geleid tot een nieuw tijdperk van gerichte therapie voor gevorderd melanoom.

BRAF as a Prognostic Biomarker in Melanoma

Vóór de goedkeuring van BRAF-remmers hadden patiënten met BRAF-gemuteerd melanoom een slechtere prognose dan patiënten bij wie de ziekte wild-type BRAF tot uiting kwam. Een aantal studies heeft bij patiënten met uitgezaaid melanoom een verband aangetoond tussen de aanwezigheid van een BRAF-mutatie en een slechtere prognose vanaf de diagnose van de eerste metastase of de resectie van de metastase. De aanwezigheid van een BRAF-mutatie blijkt echter geen invloed te hebben op het ziektevrije interval tussen de diagnose van het eerste melanoom en de eerste metastase op afstand. Patiënten met BRAF-positief melanoom zijn doorgaans jonger en hebben een slechtere overleving dan patiënten met melanoom van het wildtype bij diagnose. Hoewel er nog geen specifieke klinische kenmerken van metastatische ziekte zijn gecorreleerd met de BRAF-mutatiestatus, is het primaire melanoom van BRAF-mutanten geassocieerd met specifieke klinisch-pathologische kenmerken, waaronder de plaats (romp), vroegere leeftijd van ontstaan, en ontbreken van chronische zonneschade in de omliggende huid .

BRAF als voorspellende biomarker in melanoom

BRAF-gerichte therapieën vertonen opmerkelijke werkzaamheid in BRAF-gemuteerd melanoom, waarbij de aanwezigheid van een BRAF V600-mutatie als voorspellende biomarker van respons fungeert. Twee BRAF-remmers, vemurafenib en dabrafenib, en één MEK-remmer, trametinib, zijn in Europa goedgekeurd voor de behandeling van volwassen patiënten met unresectabel of metastatisch melanoom met een BRAF V600-mutatie. De behandeling van patiënten met melanoom met BRAF-mutatie met deze gerichte therapieën heeft de slechte prognose die met deze moleculaire wijziging wordt geassocieerd, ongedaan gemaakt. Deze patiënten hebben nu een langere mediane overleving dan die patiënten met wild-type BRAF melanoom .

De BRAF-remmers vemurafenib en dabrafenib binden specifiek aan en onderdrukken BRAF-activiteit en downstream signalering in cellen die een BRAF V600-mutatie bevatten. In klinische studies hebben beide verbindingen een diepgaande klinische respons aangetoond bij patiënten met melanoom met BRAF V600-mutaties, met een aanzienlijke toename van de progressievrije en algehele overleving in vergelijking met standaardchemotherapie.

De MEK-inhibitor, trametinib, bindt zich aan niet-gefosforyleerd MEK, waardoor RAF-afhankelijke MEK-fosforylering en -activering wordt voorkomen. Hoewel het totale responspercentage in klinische studies niet zo hoog was als dat van vemurafenib of dabrafenib, vertoonde trametinib een betere progressievrije en totale overleving in vergelijking met standaardchemotherapie. Er zijn aanwijzingen dat trametinib geen klinische activiteit heeft bij patiënten die gevorderd zijn met een eerdere BRAF-remmertherapie, maar recente klinische onderzoeksgegevens tonen aan dat gecombineerde behandeling met dabrafenib en trametinib de werkzaamheid verbetert zonder verslechtering van de bijwerkingen, vergeleken met een van beide middelen alleen. Deze combinatie is door de FDA goedgekeurd voor de behandeling van melanoompatiënten met BRAF V600-mutaties.

Het succes van deze gerichte therapieën bij patiënten met BRAF-gemuteerd melanoom leidt tot de aanbeveling dat patiënten met metastatisch of unresectabel melanoom moeten worden gescreend op BRAF V600-mutaties in ofwel een metastatische laesie (bij voorkeur) of de primaire tumor om de therapeutische besluitvorming te helpen sturen .

Resistentie tegen BRAF-remming

Een kleine subset van patiënten met BRAF-gemuteerd melanoom reageert niet op behandeling met BRAF- of MEK-remmers vanwege intrinsieke resistentiemechanismen, en de meeste patiënten die aanvankelijk op deze therapieën reageren, ontwikkelen uiteindelijk een mechanisme van verworven resistentie, wat leidt tot progressieve ziekte. Er zijn verschillende resistentiemechanismen mogelijk en bij de meeste tot dusver beschreven mechanismen is reactivering van het MAPK-pad betrokken. NRAS-mutaties en splice-varianten van BRAF V600E-mRNA zijn veel voorkomende mechanismen die tot op heden zijn geïdentificeerd. Activering van de PI3K-PTEN-AKT-route blijkt ook een rol te spelen bij de verworven resistentie tegen BRAF-remmers.

Er zijn momenteel een aantal RAF-remmers in preklinische en klinische ontwikkeling, elk met verschillende eigenschappen gericht op het overwinnen van de resistentiemechanismen die de werkzaamheid van deze geneesmiddelen kunnen beperken.

BRAF-testaanbevelingen bij melanoom

Vemurafenib, dabrafenib en trametinib zijn geïndiceerd voor patiënten met niet-resectabel of metastatisch melanoom, bij wie een BRAF V600-mutatie-positieve tumor is bevestigd door een gevalideerde test die is uitgevoerd in een geaccrediteerd (gecertificeerd) instituut dat adequate kwaliteitscontroles omvat .

Er zijn verschillende methoden beschikbaar voor het opsporen van BRAF V600-mutaties, waaronder mutatiespecifieke real-time polymerase-kettingreactie (RT-PCR), Sanger-sequencing, pyrosequencing, conformatieanalyse en smeltingsanalyse met hoge resolutie.

Twee RT-PCR companion diagnostic assays werden ontwikkeld naast vemurafenib en dabrafenib om te beoordelen of patiënten in aanmerking komen voor inschrijving in de klinische studies; respectievelijk de cobas® 4800 BRAF V600 Mutatie Test en de bioMerieux (bMx) THxID®-BRAF assay. Beide tests zijn goedgekeurd door de FDA en CE-IVD voor het opsporen van BRAF-mutaties en omvatten de extractie van genomisch DNA uit formaline-vaste, paraffine-embedded (FFPE) tumormonsters en een RT-PCR-test waarmee zowel wild-type als mutant BRAF kan worden opgespoord. De cobas® 4800-test is ontworpen voor de detectie van de overheersende BRAF V600E-mutatie met hoge gevoeligheid (tot 5% V600E-sequentie in een achtergrond van wild-type sequentie uit FFPE-afgeleid DNA) en detecteert ook de minder vaak voorkomende BRAF V600D- en V600K-mutaties met lagere gevoeligheid. Het THxID®-BRAF-assay is ontworpen voor het met hoge gevoeligheid opsporen van BRAF V600E- en V600K-mutaties (tot 5 % V600E- en V600K-sequentie op een achtergrond van wild-type sequentie met behulp van uit FFPE-weefsel geëxtraheerd DNA) en spoort ook de minder vaak voorkomende BRAF V600D-mutatie en V600E/K601E-mutatie met lagere gevoeligheid op. In Europa zijn echter verschillende CE-IVD-methoden voor BRAF-tests beschikbaar.

Zorg voor kwalitatief hoogwaardige en tijdige resultaten van BRAF-mutatietests

Het is belangrijk dat alle melanoompatiënten die in aanmerking komen voor BRAF-remmingstherapieën op een nauwkeurige, betrouwbare en tijdige manier op BRAF-mutatie worden beoordeeld, zodat de resultaten op de juiste wijze kunnen worden toegepast op het klinisch management van de patiënt.

De beschikbaarheid van BRAF-mutatieresultaten voor clinici kan worden beïnvloed door:

• het punt in het traject van de patiënt waarop de test wordt aangevraagd,
• het stadium en de klinische urgentie van patiënten die voor BRAF-mutatietests zijn geselecteerd,
• de doorlooptijd van de BRAF-mutatietest zelf,
• en de wijze waarop de resultaten aan de behandelende clinici worden doorgegeven .

Welke techniek en welk algoritme moeten worden gebruikt voor de analyse van de BRAF-status in melanoom?

Alle methoden die worden gebruikt om BRAF-mutaties op te sporen hebben voor- en nadelen, en de keuze om de ene boven de andere te gebruiken is gewoonlijk gebaseerd op de huidige lokale praktijken en ervaring in de verschillende klinische laboratoria .

Parameters die bij de keuze van een geschikte companion diagnostic test in aanmerking moeten worden genomen, zijn onder meer gevoeligheid, specificiteit, grens van de analytische gevoeligheid en faalpercentages .

Methodes om de gevoeligheid en specificiteit te verhogen en de faalpercentages te verlagen omvatten:

• het grondig valideren van de gekozen methode door vergelijking met “gouden-standaard” methoden,
• het uitvoeren van macrodissectie van specimens om de gevoeligheid van de techniek te verhogen,
• het kiezen van kleine amplicons voor PCR amplificatie om het faalpercentage als gevolg van DNA degradatie te verminderen,
• voortdurende validatie van de methode door toepassing van beste praktijken en deelname aan externe kwaliteitscontroles .

Patiëntenselectie

In overeenstemming met de Europese vergunning voor vemurafenib, dabrafenib en trametinib wordt BRAF-mutatietests aanbevolen bij patiënten bij wie unresectabele of metastatische melanomen zijn gediagnosticeerd. Europese richtlijnen stellen dat BRAF-mutatietests van primaire tumoren bij patiënten zonder metastasen niet worden aanbevolen.

Key References

1. Holderfield M, Deuker MM, McCormick F, et al. Targeting RAF kinases for cancer therapy: BRAF-mutated melanoma and beyond. Nature Reviews Cancer 2014;14:455-67.
2. Davies H, Bignell GR, Cox C, et al. Mutaties van het BRAF-gen in menselijke kanker. Nature 2002;417: 949-54.
3. Gonzalez D, Fearfield L, Nathan P, et al. BRAF mutation testing algorithm for vemurafenib treatment in melanoma: recommendations from an expert panel. Br J Dermatol 2013;168:700-7.
4. Long GV, Menzies AM, Nagrial AM, et al. Prognostic and clinicopathologic associations of oncogenic BRAF in metastatic melanoma. J Clin Oncol 2011;29:1239-46.
5. Vemurafenib. Samenvatting van de productkenmerken. 2014.
6. Dabrafenib. Samenvatting van de productkenmerken. 2015.
7. Trametinib. Samenvatting van de productkenmerken. 2015.
8. Chapman PB, Hauschild A, Robert C, et al. Verbeterde overleving met vemurafenib in melanoom met BRAF V600E-mutatie. N Engl J Med 2011;364:2507-16.
9. Hauschild A, Grob JJ, Demidov LV, et al. Dabrafenib in BRAF-mutated metastatic melanoma: a multicentre, open-label, phase 3 randomised controlled trial. Lancet 2012;380:358-65.
10. Flaherty KT, Robert C, Hersey P, et al. Verbeterde overleving met MEK-remming in BRAF-gemuteerd melanoom.N Engl J Med2012;367:107-14.
11. Flaherty KT, Infante JR, Daud A, et al. Combined BRAF and MEK inhibition in melanoma with BRAF V600 mutations. N Engl J Med 2012;367:1694-703.
12. Dummer R, Hauschild A, Guggenheim M, et al. ESMO Guidelines Working Group. Cutaan melanoom: ESMO Clinical Practice Guidelines voor diagnose, behandeling en follow-up. Ann Oncol 2012;23(Suppl 7):vii86-91.
13. Chapman PB. Mechanisms of resistance to RAF inhibition in melanomas harboring a BRAF mutation Am Soc Clin Oncol Educ Book 2013; doi: 10.1200/EdBook_AM.2013.33.e80.
14. Shi H, Hugo W, Kong X, et al. Acquired resistance and clonal evolution in melanoma during BRAF inhibitor therapy. Cancer Discov 2014;4(1):80-93. doi: 10.1158/2159-8290.CD-13-0642. Epub 2013 Nov 21.

.