Structure, function, and immunogenic cell death: adenovirus esimerkkinä

adenoviruksen biologiaa on tutkittu yksityiskohtaisesti ja se tunnetaan hyvin. Adenoviruksia voidaan käyttää esimerkkiviruksena, kun kuvataan onkolyyttisiä viruksia kokonaisuutena. Vaikka eroja on luonnollisesti paljon eri virusten kanssa, monet tekijät ovat jossain määrin samanlaisia, mutta kaikki virukset eivät ole luonnostaan onkolyyttisiä.

tähän mennessä on kuvattu 57 eri adenoviruksen serotyyppiä ja luokiteltu 7 alaryhmään: A-G . Vaikka adenovirukset laukaisevat yleisflunssatyyppisiä infektioita, ne ovat yksi monipuolisimmista syöpähoidon alustoista. Erityisesti serotyyppi 5 (ryhmä C) on yleisimmin käytetty selkäranka onkolyyttisen viruksen suunnittelussa . Sen rakenne käsittää ikosaedrimäisen kapsidin (joka koostuu pääasiassa heksonista, pentonista ja kuituproteiineista), joka ympäröi vaipatonta kaksijuosteista DNA: ta . Adenoviruksilla on kyky infektoida soluja riippumatta niiden jakautumistilanteesta.

kasvainsolujen infektio alkaa viruksen kuitunupin kiinnittyessä kasvainsolujen pinnalla oleviin reseptoreihin. Tämä vuorovaikutus välittyy eri reseptoreihin riippuen viruksen serotyypistä. Esimerkiksi serotyypin 5 adenovirukset sitoutuvat ensisijaisesti coxsackie – ja adenovirusreseptoriin CXADR, kun taas serotyypin 3 adenovirukset sitoutuvat desmoglein-2: een, CD46: een tai CD80/86: een . Osa näistä reseptoreista löytyy usein syöpäsoluista, kun taas valitettavasti jotkut, kuten CXADR, ovat downregulated monissa kehittyneissä kasvaimissa . Viruksen pentoniproteiinien ja tuumorisoluintegriinien välillä tapahtuu toinen vuorovaikutus, joka johtaa viruksen sisäistymiseen . Adenovirukset voivat käyttää myös useita muita reseptoreita, kuten on esitetty taulukossa 2. Monivaiheinen prosessi vie viruksen DNA: n tumaan, jossa varhaisten virusproteiinien (E1–E4) transkriptio alkaa. Myöhäisten proteiinien ilmentymisen jälkeen syntyy tuhansia uusia viruksen jälkeläisiä, jotka häiritsevät solukalvoa muutaman päivän kuluttua ja vasta muodostuneet virukset infektoivat uusia soluja, kunnes immuunijärjestelmä lopulta pysäyttää tämän prosessin .

vaikka tällaisia solulyysejä ei ole löydetty ennen potilaiden hoitoa, kyseessä on erittäin immunogeeninen prosessi . Tämä tekijä on ratkaisevan tärkeää ottaen huomioon, että useimmat syövät näyttävät pystyvän piiloutumaan meidän immuunijärjestelmä. Immunogeeninen solukuolema paljastaa useita kasvaimeen liittyviä antigeenejä esitettäväksi immuunijärjestelmään aktivoitujen kypsien dendriittisolujen kautta. Suuri määrä viruksen genomeja aktivoi immunologisen vaaran signaloinnin vaurioon liittyvän molekyylikuvion (DAMP) ja patogeeniin liittyvän MOLEKYYLIKUVION (PAMP) reseptorien kautta. Nämä prosessit muodostavat reseptin, joka hidastaa adaptiivista immuunijärjestelmää, mukaan lukien sytotoksiset CD8+ T-solut ja auttaja CD4+ T-solut, kohti kasvainta, mikä nostaa paikallista immunosuppressiota . Huomautus, Anti-adenovirus T-solujen immuniteetti on polyfunktionaalinen renderöinti lisääntynyt laatu yleinen jatkuva antitumor vaste . Samanaikaisesti adenovirusinfektio välittää myös luonnollisten tappajasolujen aktivointia, mikä edistää edelleen kasvainvastetta . Antiviraalisten vasta-aineiden muodostus stimuloi myös vastetta käynnistämällä vasta-aineriippuvaisen sytotoksisuuden (Kuva. 1).

nykyaikaiset onkolyyttiset virukset

nykyään muun muassa adenoviruksia, herpesviruksia, tuhkarokkoviruksia, coxsackie-viruksia, polioviruksia, reoviruksia, poxviruksia ja Newcastlen taudin viruksia ovat onkolyyttisistä viruksista, jotka ovat prekliinisessä ja kliinisessä kehityksessä syöpähoidossa . Tuumori-etuoikeutettu replikaatio voi olla” luonnollinen ” koska viallinen virus tunnistus mekanismeja useimpien syöpäsolujen . Joissakin syöpäsoluissa on myös lisääntynyt viruksen sisäänpääsyreseptorien ilmentyminen, ja jotkin virukset eivät näytä tarvitsevan erityisiä reseptoreita sisäänpääsyyn . Jotkin virukset voivat hyödyntää solunsisäisten signalointireittien, kuten interferonin, epänormaalia toimintaa . Kuten monet muutkin virukset, adenovirukset ovat luonnostaan alttiita monistumaan aggressiivisesti kasvainsoluissa ja niiden villejä tyyppiversioita voitaisiin teoriassa käyttää syöpähoidoissa, kuten historiallisissa sarjoissa tehtiin . Parempia potilastuloksia odotetaan kuitenkin virusten rationaalisella suunnittelulla, joka tekee niistä kasvainselektiivisiä (”onkolyyttisiä”). Viime vuosina adenoviruksia on laajasti muutettu yhdistämään korkea antitumor teho ja minimaalinen myrkyllisyys .

olemassa olevat molekyylibiologian tekniikat antavat meille mahdollisuuden (a) valita kasvaimissa voimakkaasti esiintyviä sisääntuloreseptoreita, (B) parantaa turvallisuutta rajoittamalla replikaatio syöpäsoluihin ja (C) lisätä erityisiä terapeuttisia transgeenejä tehon lisäämiseksi. Näitä lähestymistapoja käsitellään jäljempänä taulukossa 3.

Kasvaintropismin tehostaminen

onkolyyttisten virusten tehokas pääsy kasvainsoluihin on edellytys myöhemmälle onkolyysille. Vastaavasti reseptorien Vähäinen ilmentyminen voi olla rajoittava tekijä. Jotta vältettäisiin cxadr: n alhainen ilmentyminen kasvainsoluissa, serotyypin 5 adenoviruksia voidaan muokata sisältämään arginyyliglysylaspartic acid (RGD) – peptidejä niiden kuitunupeissa. Tällaisen muutoksen on osoitettu olevan hyödyllinen adenovirusten tehon lisäämisessä ja toksisuuden vähentämisessä . Tällaisten modifioitujen onkolyyttisten adenovirusten, kuten DNX-2401: n (serotyypin 5 adenovirus RGD-modifikaatiolla), kliininen toteutus on osoittanut lupaavia tuloksia faasin I kliinisessä tutkimuksessa, jossa 20% glioomapotilaista osoitti kestävän vasteen .

samoin serotyypin 5 kuitunupin korvaaminen serotyypin 3 mukaisella nuppinupilla on parantanut merkittävästi kasvainten vastaista tehoa säilyttäen samalla miellyttävän systeemisen kinetiikan ja kaikkialla esiintyvän serotyypin 5 turvallisuuden . Kapsidimuutos (esim .5/3 kimeerisyys) mahdollistaa ennestään neutraloivien vasta-aineiden osittaisen voittamisen Ad5: tä vastaan. Huomautus, vasta-ainekysymys on monimutkainen, ja itse asiassa lähtötilanteen neutraloivat vasta-ainetitterit eivät ole estäneet antitumor tehoa ihmisillä . Suuret määrät viruksia, joita kasvaimet tuottavat verenkiertoon, voisivat yksinkertaisesti voittaa neutralisoivat vasta-aineet, jotka voidaan tuottaa vereen. Luonnonvaraisissa adenovirusinfektioissa adenovirusta pääsee vereen vain pieniä määriä. Neutraloivat vasta-aineet on suunniteltu estämään tällainen virus, ei niitä valtavia määriä, joita onkolyyttisen viruksen saastuttamat kasvaimet tuottavat. Epidemiologisessa analyysissä vasta-aineiden puute lähtötilanteessa vaikutti kuitenkin elossaoloon tilastollisesti merkitsevästi , mutta ei kliinisesti merkittävällä tavalla, koska vasteet ja pitkä elossaoloaika voitiin nähdä lähtötilanteen vasta-ainetittereistä riippumatta. On kiinnostavaa, että peräkkäisillä Suonensisäisillä hoidoilla viruksen tai serotyypin muuttamisella voi olla merkitystä .

Ad5-reseptorin ilmentymänä cxadr näyttää rajoittavan tehoa pitkälle edenneissä kasvaimissa, joten täysin serotyyppiin 3 perustuvat onkolyyttiset adenovirukset on rakennettu . Tämä virus tulee ei-CXADR-välitteisten mekanismien kautta, mukaan lukien desmoglein 2, joka on hyvin ilmaistu kehittyneissä kiinteissä kasvaimissa . Turvallisuutta ja merkkejä tehosta havaittiin potilailla, joita hoidettiin täysin serotyypin 3 adenoviruksella . Lisäksi käytettiin suoran evoluution menetelmää AD3/Ad11p-kimeerisen viruksen tuottamiseksi, jota on käytetty useissa kokeissa nimellä ColoAd1 .

turvallisuus, rajoittaen replikaation syöpäsoluihin

input-viruksen tehokkaan leviämisen varmistamiseksi ja virukseen liittyvien haittatapahtumien minimoimiseksi adenoviruksia on modifioitu kasvainselektiivisyyden lisäämiseksi. Käytettyihin strategioihin kuuluu adenoviruksen varhaisten proteiinien, kuten E1A: n tai e1b: n, transkriptiokontrolli. E1A-geenin 24-emäsparin deleetio tuottaa mutatoituneen E1A-proteiinin, joka ei voi sitoutua retinoblastoomaproteiiniin, mikä estää terveitä soluja pääsemästä synteesivaiheeseen (”S”). Tämä estää adenoviruksen DNA: n replikaation lepäävissä normaaleissa kudoksissa . Sen sijaan replikatiivinen potentiaali pysyy ennallaan kasvainsoluissa, koska P16/Rb-reitin ubiquitous-viat varmistavat, että syöpäsolut pysyvät pysyvästi synteesivaiheessa .

se, että kasvainsoluissa on useita aktiivisia onkogeenejä, johti oivallukseen, että niistä syntyvät proteiinit voitaisiin valjastaa säätelemään adenoviruksen DNA: n transkriptiota. Esimerkiksi telomeraasiaktiivisuus on syöpäsolujen tunnettu ominaisuus, kun taas terveiden solujen aktiivisuus on vähäistä . Siksi adenoviruksen replikaatio on onnistuttu saattamaan ihmisen telomeraasin käänteiskopioijaentsyymin (hTERT) promoottorin hallintaan, joka osoittaa antituumoritehoa pitkälle edenneissä syövissä . Samoin p53: a, karsinoembryonista antigeenia (CEA) ja eturauhasspesifistä antigeenia (PSA) on hyödynnetty varhaisten adenovirusproteiinien ilmentymisen säätelyssä. RB/p16-reitin vikojen vuoksi syöpäsoluissa on runsaasti solunsisäistä vapaata E2F: ää, jota voidaan käyttää kasvaimen spesifisyyteen, kun E2F-Promotori asetetaan viruksen replikaation hallitsemiseksi .

Transgeenit tehostavat tehoa

virusten luonteen ansiosta ne voivat kaapata isäntäsolun tuottamaan virusproteiineja. Tämä mahdollistaa terapeuttisen hyödyntämisen lisäämällä terapeuttisia transgeenejä adenoviruksen genomiin. Ennen onkolyyttisten adenovirusten tunnustamista immunoterapiaksi yksi yleisimmistä muutoksista oli sytosiinideaminaasin ja herpes simplex-johdetun tymidiinikinaasin lisääminen. Onkolyyttisten adenovirusten antaminen yhdessä gansikloviirin ja/tai 5-fluorosytosiinin (5-FC) aihiolääkkeiden kanssa aiheutti kasvainsolukuoleman, koska transdukoidut kasvainsolut muuttivat ne sytotoksisiksi yhdisteiksi .

viime aikoina onkolyyttisten virusten lisääntynyt tunnustaminen tärkeäksi tekijäksi onkolyyttisten virusten tehossa sai tutkijat mieltämään onkolyyttiset adenovirukset voimakkaiksi immuunitekijöiden välineiksi. Granulosyyttien makrofagikasvutekijän (GMCSF) sytokiinitrungeenin lisääminen adenoviruksen genomiin on yleisesti käytetty muunnos. Tässä lähestymistavassa viruksen replikaatioon liittyy GMCSF: n tuotanto, joka johtaa dendriittisolujen (DCS) rekrytointiin ja kypsymiseen ja sen jälkeen T-solujen pohjustamiseen onkolyysin vapauttamilla kasvaimiin liittyvillä antigeeneillä . CGTG-102 (aiemmin Ad5/3-D24-GMCSF, nykyisin ONCOS-102) on ONKOLYYTTINEN adenovirus, joka ilmaisee GMCSF: ää. Potilastiedot vahvistavat tämän käsityksen, sillä T-solujen perifeeristen tasojen on raportoitu lisääntyneen kasvaimeen liittyviä antigeenejä vastaan . Nämä löydökset viittaavat siihen, että dendriittisolut alkaisivat ihmisillä GMCSF: n vakiintuneen vaikutusmekanismin ennustamana . Lisääntynyt CD8+ T-solujen tunkeutuminen kasvainbiopsioissa oncos-102: lla pitkälle edenneiden syöpäpotilaiden hoidon jälkeen korostaa tämän lähestymistavan immunologista tehoa . GMCSF: n pleiotrooppiset vaikutukset voivat kuitenkin vaarantaa antitumor-immuniteetin, koska sytokiini voi tietämättään stimuloida myeloidista johdettuja suppressorisoluja (MDSCs) ja kasvaimeen liittyviä makrofageja (tam), joiden molempien tiedetään estävän T-solujen ja luonnollisten tappajasolujen (NK) toimintaa . Uusista ihmisistä saaduista tiedoista voi kuitenkin päätellä, että viruksia tuottavat GMCSF: t saattavat olla turvallisia ja tehokkaita .

GMCSF: n jälkeen IL-12: n ja decorinin yhdistetty ilmentyminen onkolyyttisessä adenoviruksessa mahdollisti syöpälääkkeen vastaisen immuniteetin palautumisen huonosti immunogeenisessa hiiren rintasyöpämallissa sytotoksisten T-solujen infiltraation ja muuntavan kasvutekijän beetan (TGFb) vähenemisen kautta . Cd40l: n ja 4-1bbl: n coekspressio onkolyyttisellä adenoviruksella on myös osoittanut lupaavia tuloksia, koska se pystyy edistämään haiman kasvainten tuhoutumista kasvaimen mikroympäristön repolarisaation kautta. Tällainen polarisaatio mahdollisti T-solujen houkuttimien ja immuunijärjestelmän stimuloivien sytokiinien vapautumisen, mikä mahdollisti voimakkaan T-solujen vasteen . Tuotanto OX40L välittämä onkolyyttinen adenovirus (d24-RGDOX) edisti lisääntynyt kasvaimen valvontaa kautta erittäin toimiva efektori T-solujen ja epitope leviämisen .

myös vasta-aineita voidaan lisätä transgeeneinä onkolyyttisen viroterapian tehon lisäämiseksi. Esimerkiksi onkolyyttiseen adenovirusalustaan on onnistuneesti lisätty anti-CTLA4, tarkastuspisteen inhibiittori. Sen käyttö syöpäpotilaiden perifeerisen veren mononukleaarisolujen (pbmcs) hiirimalleissa ja ex vivo-viljelmissä johti T-solujen kasvavaan antitumor-aktiivisuuteen . Viime aikoina on saatu lupaavia prekliinisiä tuloksia kaksois-kohdennetuista vasta-aineista, jotka kohdistuvat T-soluihin ja syöpäspesifisiin solujen pinta-antigeeneihin , kuten epidermaalinen kasvutekijäreseptori (EGFR), Fr-a , familiaalinen adenomatoottinen polypoosi (fap) ja CD44v6 .

lisäksi on tutkittu myös muita lähestymistapoja. Näitä ovat muun muassa fusogeenisten molekyylien, vasta-aineiden, T-solujen engagereiden ja radiojodiinikonsentraatioon kykenevien ionikanavien aseistaminen. Näissä tapauksissa transgeenit eivät välttämättä ole immunologisesti aktiivisia, ja onkolyyttinen alusta johtaa immunostimulaatioon. On tärkeää huomata, että kliiniset tiedot viittaavat siihen, että onkolyyttinen adenovirus yhden aineen teho on usein ollut hieman rajallinen. Useita esteitä, jotka vaikuttavat onkolyyttisen adenovirus hoitoja on ehdotettu. Näitä ovat antiviraaliset interferonit, joita tuumoristrooma voi tuottaa, vaikka syöpäsoluilla itsellään ei olisikaan tällaista kykyä . Muita syitä ovat stroomaesteet, hypoksia, hyperbaarinen, nekroottinen ja happamat alueet . Joitakin näistä esteistä on kuitenkin käsitelty uudistetuissa adenoviruksissa, jotka ehdollisesti monistuvat hypoksisten tekijöiden tai happamien kasvainmikroympäristöjen vuoksi .

vaihtoehtoisesti onkolyyttiset adenovirukset on aseistettu hyaluronidaasilla, joka hajottaa viruksen leviämistä haittaavaa hyaluronihappoa. Erityisesti useiden prekliinisten in vivo-kasvainmallien hoito mahdollisti lisääntyneen kasvainten vastaisen tehon. Neutraloivat vasta-aineet ovat edelleen huolenaihe onkolyyttisissä immunoterapioissa. Kuitenkin, käyttö bispecific adapterit kohdistaa antiviraalisia neutraloivia vasta-aineita voi tarjota houkutteleva lähestymistapa lisätä tehokkuutta onkolyyttinen adenovirus hoito . Onkolyyttisten adenovirusten pinnoittamisen kasvainjohdannaisilla on raportoitu mahdollistavan hiukkasten onnistuneen toimituksen kasvaimeen voimakkailla kasvainten vasteilla .

Advanced Therapy Access Program (ATAP)

vuosina 2007-2012 290 pitkälle edennyttä syöpäpotilasta sai hoitoa 10 eri onkolyyttisellä viruksella (Taulukko 4) yhteensä 821 hoitokertaa. Näiden potilaiden pitkäaikaisseuranta on julkaistu . Hoidot annettiin EU: n pitkälle kehitettyjä terapioita koskevan direktiivin mukaisen yksilöllisen hoito-ohjelman yhteydessä . Vaikka objektiivisia vasteita havaittiin monia, varmoja johtopäätöksiä kokonaiselossaolohyödystä ei voida tehdä, koska luotettavaa vertailuryhmää ei ollut saatavilla. Kuitenkin jotkut tapaus-verrokkianalyysit, jotka tehtiin, viittaavat eloonjäämishyötyyn .

kun otetaan huomioon ei-tilastoidun tiedon rajoitukset, saatiin joitakin mielenkiintoisia havaintoja . Yksi tärkeimmistä havainnoista oli, että kaikki annetut virukset vaikuttivat melko turvallisilta pitkälle edennyttä syöpää sairastavilla potilailla. Hyvä siedettävyys havaittiin eri serotyyppiviruksilla, mukaan lukien erilaiset kapsidimuunnokset, ja erilaisilla immunologisilla virityslaitteilla (ts., GMCSF tai CD40L). Myös samanaikainen pieniannoksinen syklofosfamidi ja temotsolomidi olivat hyvin siedettyjä . Edellistä käytettiin säätelevien T-solujen vähentämiseen. Jälkimmäisellä pyrittiin lisäämään autofagian induktiota infektoituneissa syöpäsoluissa, koska se näyttää olevan tärkeä onkolyyttisen solukuoleman välittäjä. Lisäksi samanaikainen kalsiumkanavan tukkeutuminen voi lisätä viruksen replikaatiota . Hoitoon liittyviä potilaskuolemia ei havaittu . Tyypilliset flunssan kaltaiset oireet, kuten kuume ja väsymys, havaittiin useimmilla potilailla muutaman päivän kuluttua hoidosta. Nämä löydökset vahvistettiin useissa myöhemmissä kliinisissä tutkimuksissa . Flunssan kaltaisia oireita ja kuumetta voidaan tehokkaasti vähentää parasetamolilla (parasetamoli).

jyrsijöillä tehtävät onkolyyttisen viruksen systeemiset jakelututkimukset

Adenoviruksilla tehdyt Biodistribuutiotutkimukset ovat epäluotettavia, koska useimmilla eläimillä ei ole sisäänpääsyreseptoreita tai niiden elinjakauma on erilainen kuin ihmisillä. ATAP-potilailta olemme pystyneet keräämään tärkeää tietoa viruksen biodistribuutiosta ihmisillä . Monilla ihmisillä on neutraloivia vasta-aineita eri adenoviruksen serotyyppejä vastaan, joskin lähtötason titteri on usein alhainen . Tyypillisessä hoidossa annetaan kuitenkin satoja miljardeja viruksia, joten jo olemassa olevat vasta-aineet eivät välttämättä pysty täysin estämään suonensisäistä annostelua. Myöhemmissä suonensisäisissä hoidoissa, joissa on sama serotyyppi, tilanne on epäselvempi, mikä on yksi syy siihen, että intratumoraalista toimitusta käytetään yleisesti onkolyyttisten virusten kanssa. On ehdotettu, että antiviraalinen immuniteetti auttaa luomaan antitumor immuniteettia .

ihmisillä on todettu, että adenovirus kykenee kulkeutumaan veren kautta etäpesäkkeisiin neutraloivista vasta-aineista huolimatta . Joidenkin virusten mekanismi näyttää liittyvän sitoutumiseen verisoluihin . Mielenkiintoista on, että adenovirukset veressä (qPCR-tiedot) löydettiin useimmiten verihyytymistä, kun taas joillakin potilailla oli merkittävä määrä virusta seerumiosastossa . Myös syöpäpotilaan vasta-ainevaste vaihteli . Hoitovaste tai pitkä elinaika nähdään neutraloivista vasta-ainetittereistä riippumatta, vaikka on huomattava, että useimpia potilaita hoidettiin intratumoraalisesti .

mielenkiintoista on, että hoidimme seitsemää serotyypin 3 adenovirusta sairastavaa potilasta antamalla sitä vain laskimoon. Viruksen replikaatioon viittaavia merkkejä havaittiin, mukaan lukien viruksen tiitterien piteneminen ja/tai kohoaminen veressä. Tämä havaittiin myös potilailla, joilla oli ennestään vasta-aineita virusta vastaan. Lisäksi 5 potilasta 6: sta arviointikelpoisesta potilaasta osoitti merkkejä mahdollisesta hyödystä. Nämä tiedot viittaavat siihen, että virukset saattavat päästä kasvaimiin myös suonensisäisesti . Tämä varmistui myöhemmin ruumiinavaustutkimuksessa, jossa ruiskuttamattomissa kasvaimissa todettiin onkolyyttinen adenovirus .

virukset, jotka ovat jo saaneet viranomaishyväksynnän syövän hoitoon

kliinisestä näkökulmasta katsottuna virusten käyttö syövän hoidossa nykyaikana on lapsenkengissä. Aluksi käytettiin villityyppisiä viruksia, mutta tämä lähestymistapa voi johtaa haittatapahtumiin, jotka johtuvat viruksen replikoitumisesta normaaleissa kudoksissa. Rigvir (ECHO-7-virus) , onkolyyttinen pikornavirus, jolla on jonkin verran synnynnäistä kasvaimen selektiivisyyttä, oli kuitenkin ensimmäinen hyväksytty onkolyyttinen viroterapiatuote, joka hyväksyttiin vuonna 2004 Latviassa ja myöhemmin muutamissa muissa maissa. Toinen onkolyyttinen virus suunniteltiin järkevästi kasvaimen selektiivisyyteen. Nimetty H101 (Oncorine), tämä adenovirus on käytetty Kiinassa vuodesta 2005 hoitoihin kiinteiden kasvainten . Huomautus, molemmat näistä viruksista puuttuu virityslaitteet.

sen tunnustaminen, että immuunijärjestelmän uudistaminen kasvainten vastaiseen toimintaan voisi tarjota lupaavan lähestymistavan syövän hoitoon, antoi tutkijoille mahdollisuuden käyttää onkolyyttisten virusten immunologisia ominaisuuksia . Esimerkiksi immunologisten transgeenien, kuten GMCSF: n, lisääminen on ollut suosittu lähestymistapa. Talimogene laherparepvec (tunnetaan myös nimellä T-vec, Imlygic®) on herpes simplex-1-virus, joka koodaa GMCSF: ää, ja se oli yksi ensimmäisistä onkolyyttisistä viruksista, jotka on suunniteltu antamaan immunologista vauhtia. Sen kliininen soveltaminen johti lopulta satunnaistettuun vaiheen III kliiniseen tutkimukseen (OPTiM). Tässä tutkimusvaiheessa IIIB/C ja IV metastasoituneilla intratumoraalista T-vec-hoitoa saaneilla melanoomapotilailla, joita ei voitu leikata, kestävä vaste oli 19, 3% ja täydellinen vaste yli 80%. Se, että GM-CSF: n ihonalainen anto tarjosi huonomman tehon (1,4% kestävä vaste, 0,7% täydellinen vaste) johti Food and Drug Administrationin (FDA) hyväksyntään vuonna 2015, jota seurasi Euroopan lääkevirasto (EMA) .

tämä merkittävä hyväksyntä länsimaissa rohkaisi lääketieteen piirissä optimismia jatkaa syöpähoidossa käytettävien onkolyyttisten virusten, kuten adenovirusten, kehittämistä ja parantamista. Myöhemmin vastaavassa potilasryhmässä pembrolitsumabi yhdistettiin virukseen, mikä johti vasteeseen 62%: lla potilaista, joista 33% oli täydellisiä. Hoidon jälkeisissä kasvaimissa havaittiin odotetusti runsaasti sytotoksisia T-solujen infiltraatioita . Äskettäin tehty faasin II kliininen tutkimus pitkälle edenneillä melanoomapotilailla osoitti, että T-vec lisäsi ipilimumabivastetta pelkkään ipilimumabiin verrattuna (38% ja 18%). On huomattava, että toisin kuin checkpoint-estäjien yhdistelmät , haittatapahtumat eivät pahentuneet. Tämä viittaa siihen, että onkolyyttiset virukset voidaan yhdistää checkpoint-inhibitioon ilman, että turvallisuus heikkenee ongelmallisesti.

Onkolyyttiset adenoviruskokeet

tätä arvostelua kirjoitettaessa (Maaliskuu 2020) teimme haun clinicaltrials.org, tuloksena 101 koetulosta. Rajoittaen etsinnän ”onkolyyttiseen adenovirukseen”vaiheen I-II kokeisiin, saimme 41 tulosta; näistä 10 valmistui ja 15 värvättiin. Näissä valmistuneissa tai rekrytoivissa tutkimuksissa käytettiin kuuttatoista eri onkolyyttistä virusta. Aktiivisia vaiheen III kliinisiä tutkimuksia ei todettu. Mielenkiintoista, 6 pois 16 viruksia on lähetetty äskettäin, aikana 2019-2020, osoittaa kasvavaa kiinnostusta ja käytettävissä olevaa rahoitusta onkolyyttisten adenovirus tutkimukset (Taulukko 5).

onkolyyttisten virusten käyttö hematologisissa maligniteeteissa

viime vuosisadan alussa havaittiin hematologisen syövän regressioita virustartunnan jälkeen . On huomattava, että vasteen arviointi oli mahdollista hematologisten maligniteettien osalta mikroskopian ja solulaskennan avulla, kun taas tämä ei pitänyt paikkaansa useimmissa kiinteissä kasvaimissa. Tämä saattoi aiheuttaa hematologisen syövän yliedustuksen varhaiskirjallisuudessa havaintoharhojen vuoksi. Ei kuitenkaan voida kieltää, että monissa raporteissa ehdotettiin hematologisten kasvainten regressiota virusinfektioiden jälkeen. Sellaisenaan on vahvoja perusteita uskoa, että onkolyyttisiä viruksia voitaisiin käyttää myös hematologisissa maligniteeteissa. Kaikki virukset eivät kuitenkaan sovellu verisolukasvainten hoitoon. Esimerkiksi adenovirus ei näytä pystyvän lyseyttämään valkosoluja .

tuoreiden julkaisujen mukaan kasvava kiinnostus onkolyyttisiä viruksia kohtaan on läsnä myös hematologisessa kentässä, sillä useita viruksia tutkitaan prekliinisissä yhteyksissä . Oikeudenkäyntejä on kuitenkin julkaistu vain muutamia . Haku kohteesta clinicaltrials.gov ei paljastanut tuloksia tutkimuksissa ” hematologic neoplasma ”ja” onkolyyttiset virukset ” (Maaliskuu 2020). ”Multippelin myelooman” ja ”onkolyyttisten virusten” etsinnässä löytyi kuitenkin kaksi tutkimusta.

tähän mennessä onkolyyttisillä viruksilla on tehty vain vähän kokeita hematologisissa syövissä. Joitakin merkittäviä ponnisteluja ovat varhaisen vaiheen tutkimukset reovirus , tuhkarokko, ja vesicular stomatitis virus (VSV) multippeli myelooma . Tällä hetkellä käynnissä oleva recruiting VSV-tutkimus (NCT03017820) sisältää myös uusiutunutta akuuttia myelooista leukemiaa ja T-solulymfoomaa sairastavia potilaita. Onkolyyttisellä adenoviruksella ei todettu hematologisia tutkimuksia.

rajoitukset ja uudemmat strategiat onkolyyttisten virusten tehon parantamiseksi

immunostimulatoristen sytokiinien aseistaminen on ollut yksi suosittu tapa luoda immunologista synergiaa onkolyysin vaikutusten kanssa. Tämän lähestymistavan kliinistä hyötyä havaittiin faasin III OPTiM-tutkimuksessa, jossa joka kuudes potilas saavutti täydellisen vasteen onkolyyttisellä talimogene laherparepvec-viruksella. Näiden täydellisten vasteiden mediaanikestoa virusryhmässä ei saavutettu, ja 8 potilasta 9: stä selvisi yli 5 vuotta .

Onkolyyttisten virusten yhdistäminen T-soluja aktivoiviin tarkistuspisteen estoihin voi parantaa onkolyyttisen adenovirushoidon antituumoritehoa. Erityisesti kasvaimet, joissa on vähän immunologisia soluja—”kylmiä kasvaimia”—voivat olla tehokkaasti immuuneja onkolyyttisten adenovirusten aktivoimina. Tämä tekee kasvaimista ”kuumia” ja edistää checkpoint-estäjien vaikutuksia . Onkolyyttisten virusten ja checkpoint-estäjien yhdistämisen tehokkuudesta on esitetty kliinistä näyttöä . Satunnaistetussa faasin II tutkimuksessa (n = 198) checkpoint-inhibiittori (ipilimumabi) yhdistettiin onkolyyttiseen talimogene laherparepvec-virukseen, mikä osoitti objektiivisen vasteen 39%: lla potilaista ja 18%: lla vain checkpoint-inhibiittoriryhmässä .

melanooman lisäksi viimeaikaiset julkaisut viittaavat kliiniseen tehoon myös muissa syövissä, kuten metastaattisessa sarkoomassa, jossa sama yhdistelmä johti 30%: n objektiiviseen vasteeseen yksihaaraisessa tutkimuksessa . Lisäksi näiden hoitojen turvallisuusprofiili on ollut hyvä, eivätkä onkolyyttiset virukset näytä lisäävän vakavien haittavaikutusten määrää.

vaikka nämä yhdistelmät näyttävät lisäävän tehoa ja pitkäaikaishyötyjä joillekin potilaille, kaikki eivät hyödy, ja parannusta on selvästi jatkettava. Kemoterapian tai sädehoidon yhdistäminen järkevällä tavalla hoidon hyödyn parantamiseksi, ja jopa näillä tavanomaisilla hoidoilla näyttää olevan immunologinen komponentti . Tällä hetkellä on kuitenkin vain vähän kliinistä näyttöä tämän lähestymistavan tueksi.

muiden hoitojen, kuten adoptiosoluhoidon tai kohdennettujen hoitojen yhdistäminen saattaa myös johtaa parempiin hoitoihin. Yksittäisten kasvainten immuunivaikutuksista puuttuu kuitenkin vielä paljon tietoa. Tiedon riittämättömyyden vuoksi on vaikea ymmärtää, ketkä potilaat hyötyisivät eniten millaisista hoitoyhdistelmistä. Tämä voi olla suurin haaste kentällä tällä hetkellä. Klassinen kokeilumalli ei sovellu hyvin yksittäisten kasvain-ja potilastason mekanismien ymmärtämiseen.

TILT-123 tutkimukset

ihanteellisen syöpähoidon tulisi olla niin hyvää, että useimmat potilaat hyötyisivät siitä selvästi, kun taas sivuvaikutusten pitäisi olla siedettäviä. Oma panoksemme tähän etsintään on uusi onkolyyttinen adenovirus, joka on suunniteltu nimenomaan T-soluja silmällä pitäen. Ad5 / 3-E2F-D24-hTNFa-IRES-hIL2 (TILT-123) perustuu hyvin ymmärrettyyn ja turvalliseen adenoviruksen serotyyppiin 5, mutta sen kuitunuppi on muutettu serotype 3-nuppiin kasvainsolujen penetranssin parantamiseksi . Viruksen replikaatio on rajoitettu tiukasti syöpäsoluihin kaksoiskontrollilla (E2F-promoottori ja D24-poisto) ja viruksen teho on optimoitu kahdella transgeenillä, jotka valittiin datalähtöisesti . Kimeeriset 5/3 adenovirukset ovat myös paras kotimainen T-solujen stimulaattori kliinisesti merkittävien onkolyyttisten adenovirusten joukossa .

yhdistelmä, joka osoittautui parhaaksi lähestymistavaksi T-solujen rekrytoinnissa ja aktivoinnissa, oli interleukiini-2 (IL-2) ja tuumorinekroositekijä alfa (TNFa) . IL-2 tarvitaan T-solujen kasvuun ja eloonjäämiseen ja TNFa on voimakas T-solujen kaupan ja kasvaimen apoptoosin indusoija . Prekliinisissä malleissa sytokiinia koodaavien adenovirusten antaminen lisäsi kolmen adoptiivisen t-soluhoidon antituumoritehoa: t-solureseptorin (TCR) valmistamat T-solut , CAR T-soluhoito ja tuumoriin infiltroituvien lymfosyyttien (TIL) hoito .

Tämä tulos johtui seuraavista: (1) TNFa: n indusoimien siirrettyjen solujen parempi tunkeutuminen, (2) IL-2: n indusoimien sytotoksisten T-solujen parempi aktiivisuus ja (3) immuunijärjestelmän suppressiivisten subsetien yleinen väheneminen, mukaan lukien säätelevien T-solujen (Tregs), MDSCs: ien ja M2-makrofagien väheneminen kasvainmikroympäristössä . Hamsterit, joissa oli tilt-123: lla hoidettuja haimakasvaimia, osoittivat merkkejä parantuneesta kasvainten vastaisesta tehosta verrattuna pelkkiä TIL-hoitoa tai TILT-123: a saaneisiin eläimiin . IL-2-ja TNFa-koodaavien adenovirusten ja anti-PD-1-hoidon yhdistelmä edisti myös pitkäaikaista 100-prosenttista eloonjäämistä prekliinisissä malleissa, joissa oli melanooman kasvainmalli .

lisätutkimukset viruksella osoittivat abscopal-vaikutuksen ei-pistetyissä kasvaimissa, mikä osoitti paikallisen hoidon aikaansaaman immuunivasteen systeemisen luonteen . Lisäksi TILT-123-hoito TIL-hoidetuilla eläimillä osoitti suojaavaa immuniteettia kasvaimen uudelleen haastamista vastaan . Tärkeää on, että nämä tiedot osoittavat TILT-123: n mahdollisuudet hienosäätää ja voittaa t-solupohjaisen adoptiosoluterapian haasteet. Ensimmäinen tutkimus tämän pitkälle edenneen onkolyyttisen adenoviruksen kanssa on nyt käynnissä (NCT04217473).