Using MRI techniques, we show here that normalization of tumor vessels in recurrent glioblastoma patients by daily administration of AZD2171—an oral tyrosine kinase inhibitor of VEGF receptors—has rapid onset, is prolonged but reversible, and has the significant clinical benefit of alleviating edema. Reversal of normalization began by 28 days, though some features persisted for as long as four months. Basic FGF, SDF1α, and viable circulating endothelial cells (CECs) increased when tumors escaped treatment, and circulating progenitor cells (CPCs) increased when tumors progressed after drug interruption. Our study provides insight into different mechanisms of action of this class of drugs in recurrent glioblastoma patients and suggests that the timing of combination therapy may be critical for optimizing activity against this tumor.

Purpose Glioblastoma is an incurable solid tumor characterized by increased expression of vascular endothelial growth factor (VEGF). We performed a phase II study of cediranib in patients with recurrent glioblastoma. Methods Cediranib, an oral pan-VEGF receptor tyrosine kinase inhibitor, was administered (45 mg/d) until progression or unacceptable toxicity to patients with recurrent glioblastoma. The primary end point was the proportion of patients alive and progression free at 6 months (APF6). We performed magnetic resonance imaging (MRI) and plasma and urinary biomarker evaluations at multiple time points. Results Thirty-one patients with recurrent glioblastoma were accrued. APF6 after cediranib was 25.8%. Radiographic partial responses were observed by MRI in 17 (56.7%) of 30 evaluable patients using three-dimensional measurements and in eight (27%) of 30 evaluable patients using two-dimensional measurements. For the 15 patients who entered the study taking corticosteroids, the dose was reduced (n = 10) or discontinued (n = 5). Toxicities were manageable. Grade 3/4 toxicities included hypertension (four of 31; 12.9%); diarrhea (two of 31; 6.4%); and fatigue (six of 31; 19.4%). Fifteen (48.4%) of 31 patients required at least one dose reduction and 15 patients required temporary drug interruptions due to toxicity. Drug interruptions were not associated with outcome. Changes in plasma placental growth factor, basic fibroblast growth factor, matrix metalloproteinase (MMP) -2, soluble VEGF receptor 1, stromal cell–derived factor-1α, and soluble Tek/Tie2 receptor and in urinary MMP-9/neutrophil gelatinase-associated lipocalin activity after cediranib were associated with radiographic response or survival. Conclusion Cediranib monotherapy for recurrent glioblastoma is associated with encouraging proportions of radiographic response, 6-month progression-free survival, and a steroid-sparing effect with manageable toxicity. We identified early changes in circulating molecules as potential biomarkers of response to cediranib. The efficacy of cediranib and the predictive value of these candidate biomarkers will be explored in prospective trials.

Purpose Phosphatase and tensin homolog (PTEN) is a tumor suppressor gene, and loss of function mutations are common and appear to be important in the pathogenesis of endometrial carcinomas. Loss of PTEN causes deregulated phosphatidylinositol-3 kinase/serine-threonine kinase/mammalian target of rapamycin (PI3K/Akt/mTOR) signaling which may provide neoplastic cells with a selective survival advantage by enhancing angiogenesis, protein translation, and cell cycle progression. Temsirolimus, an ester derivative of rapamycin that inhibits mTOR, was evaluated in this setting. Patients and Methods Sequential phase II studies evaluated single-agent activity of temsirolimus in women with recurrent or metastatic chemotherapy-naive or chemotherapy-treated endometrial cancer. Temsirolimus 25 mg intravenously was administered weekly in 4-week cycles. Results In the chemotherapy-naive group, 33 patients received a median of four cycles (range, one to 23 cycles). Of the 29 patients evaluable for response, four (14%) had an independently confirmed partial response and 20 (69%) had stable disease as best response, with a median duration of 5.1 months (range, 3.7 to 18.4 months) and 9.7 months (range, 2.1 to 14.6 months). Only five patients (18%) had progressive disease. In the chemotherapy-treated group, 27 patients received a median of three cycles (range, one to six cycles). Of the 25 patients evaluable for response, one (4%) had an independently confirmed partial response, and 12 patients (48%) had stable disease, with a median duration of 4.3 months (range, 3.6 to 4.9 months) and 3.7 months (range, 2.4 to 23.2 months). PTEN loss (immunohistochemistry and mutational analysis) and molecular markers of PI3K/Akt/mTOR pathway did not correlate with the clinical outcome. Conclusion mTOR inhibition with temsirolimus has encouraging single-agent activity in endometrial cancer which is higher in chemotherapy-naive patients than in chemotherapy-treated patients and is independent of PTEN status. The difference in activity according to prior therapy should be factored into future clinical trial designs.

Purpose Angiogenesis is important for epithelial ovarian cancer (EOC) growth, and blocking angiogenesis can lead to EOC regression. Cediranib is an oral tyrosine kinase inhibitor (TKI) of vascular endothelial growth factor receptor (VEGFR) -1, VEGFR-2, VEGFR-3, and c-kit. Patients and Methods We conducted a phase II study of cediranib for recurrent EOC or peritoneal or fallopian tube cancer; cediranib was administered as a daily oral dose, and the original dose was 45 mg daily. Because of toxicities observed in the first 11 patients, the dose was lowered to 30 mg. Eligibility included ≤ two lines of chemotherapy for recurrence. End points included response rate (via Response Evaluation Criteria in Solid Tumors [RECIST] or modified Gynecological Cancer Intergroup CA-125), toxicity, progression-free survival (PFS), and overall survival (OS). Results Forty-seven patients were enrolled; 46 were treated. Clinical benefit rate (defined as complete response [CR] or partial response [PR], stable disease [SD] > 16 weeks, or CA-125 nonprogression > 16 weeks), which was the primary end point, was 30%; eight patients (17%; 95% CI, 7.6% to 30.8%) had a PR, six patients (13%; 95% CI, 4.8% to 25.7%) had SD, and there were no CRs. Eleven patients (23%) were removed from study because of toxicities before two cycles. Grade 3 toxicities (> 20% of patients) included hypertension (46%), fatigue (24%), and diarrhea (13%). Grade 2 hypothyroidism occurred in 43% of patients. Grade 4 toxicities included CNS hemorrhage (n = 1), hypertriglyceridemia/hypercholesterolemia/elevated lipase (n = 1), and dehydration/elevated creatinine (n = 1). No bowel perforations or fistulas occurred. Median PFS was 5.2 months, and median OS has not been reached; median follow-up time is 10.7 months. Conclusion Cediranib has activity in recurrent EOC, tubal cancer, and peritoneal cancer with predictable toxicities observed with other TKIs.

The abnormal vasculature of the tumor microenvironment supports progression and resistance to treatment. Judicious application of antiangiogenic therapy may normalize the structure and function of the tumor vasculature, promoting improved blood perfusion. However, direct clinical evidence is lacking for improvements in blood perfusion after antiangiogenic therapy. In this study, we used MRI to assess tumor blood perfusion in 30 recurrent glioblastoma patients who were undergoing treatment with cediranib, a pan-VEGF receptor tyrosine kinase inhibitor. Tumor blood perfusion increased durably for more than 1 month in 7 of 30 patients, in whom it was associated with longer survival. Together, our findings offer direct clinical evidence in support of the hypothesis that vascular normalization can increase tumor perfusion and help improve patient survival.

Antiangiogenic therapy is associated with increased radiographic responses in glioblastomas, but tumors invariably recur. Because tumor-associated macrophages have been shown to mediate escape from antiangiogenic therapy in preclinical models, we examined the role of macrophages in patients with recurrent glioblastoma. We compared autopsy brain specimens from 20 patients with recurrent glioblastoma who received antiangiogenic treatment and chemoradiation with 8 patients who received chemotherapy and/or radiotherapy without antiangiogenic therapy or no treatment. Tumor-associated macrophages were morphologically and phenotypically analyzed using flow cytometry and immunohistochemistry for CD68, CD14, CD163, and CD11b expression. Flow cytometry showed an increase in macrophages in the antiangiogenic-treated patients. Immunohistochemical analysis demonstrated an increase in CD68+ macrophages in the tumor bulk (P < .01) and infiltrative areas (P = .02) in antiangiogenic-treated patients. We also observed an increase in CD11b+ cells in the tumor bulk (P < .01) and an increase in CD163+ macrophages in infiltrative tumor (P = .02). Of note, an increased number of CD11b+ cells in bulk and infiltrative tumors (P = .05 and P = .05, respectively) correlated with poor overall survival among patients who first received antiangiogenic therapy at recurrence. In summary, recurrent glioblastomas showed an increased infiltration in myeloid populations in the tumor bulk and in the infiltrative regions after antiangiogenic therapy. Higher numbers of CD11b+ cells correlated with poor survival among these patients. These data suggest that tumor-associated macrophages may participate in escape from antiangiogenic therapy and may represent a potential biomarker of resistance and a potential therapeutic target in recurrent glioblastoma.