Structure, fonction et mort cellulaire immunogène: l’adénovirus à titre d’exemple

La biologie de l’adénovirus a été étudiée en détail et elle est bien comprise. Les adénovirus peuvent être utilisés comme exemple de virus lors de la description des virus oncolytiques dans leur ensemble. Bien qu’il existe naturellement de nombreuses différences avec différents virus, de nombreux facteurs sont similaires dans une certaine mesure, mais tous les virus ne sont pas naturellement oncolytiques.

À ce jour, 57 sérotypes d’adénovirus distincts sont décrits et classés en 7 sous-groupes : A à G. Alors que les adénovirus déclenchent des infections de type grippal commun, ceux-ci représentent l’une des plates-formes les plus polyvalentes pour le traitement du cancer. En particulier, le sérotype 5 (groupe C) est l’épine dorsale la plus couramment utilisée pour la conception du virus oncolytique. Sa structure englobe une capside de forme icosaédrique (composée principalement d’hexons, de pentons et de protéines fibreuses) entourant un ADN double brin non enveloppé. Les adénovirus ont la capacité d’infecter les cellules indépendamment de leur statut de division.

L’infection des cellules tumorales débute par la fixation du bouton de fibre virale aux récepteurs situés à la surface des cellules tumorales. Cette interaction est médiée par différents récepteurs en fonction du sérotype du virus. Par exemple, les adénovirus de sérotype 5 se lient préférentiellement au récepteur de coxsackie et d’adénovirus CXADR, tandis que les adénovirus de sérotype 3 se lient à la desmogléine-2, CD46 ou CD80 / 86. Certains de ces récepteurs se trouvent fréquemment sur les cellules cancéreuses, tandis que malheureusement certains, tels que CXADR, sont régulés à la baisse dans de nombreuses tumeurs avancées. Une deuxième interaction entre les protéines penton du virus et les intégrines de cellules tumorales se produit, entraînant une internalisation du virus. Les adénovirus peuvent également utiliser plusieurs autres récepteurs comme indiqué dans le tableau 2. Un processus en plusieurs étapes emmène l’ADN du virus dans le noyau, où commence la transcription des protéines virales précoces (E1–E4). Après l’expression de protéines tardives, des milliers de nouvelles progénitures virales émergent, perturbant la membrane cellulaire après quelques jours et les virus nouvellement formés infectent de nouvelles cellules, jusqu’à ce que le système immunitaire arrête finalement ce processus.

Bien que n’ayant pas été découverts avant le traitement des patients, une telle lyse cellulaire est un processus hautement immunogène. Ce facteur est d’une importance cruciale étant donné que la plupart des cancers semblent pouvoir se cacher de notre système immunitaire. La mort cellulaire immunogène révèle de multiples antigènes associés à la tumeur pour une présentation au système immunitaire via des cellules dendritiques matures activées. Un nombre élevé de génomes viraux activent la signalisation du danger immunologique par le biais de récepteurs à motifs moléculaires associés aux dommages (DAMP) et à motifs moléculaires associés aux agents pathogènes (PAMP). Ces processus forment une recette qui retargue le système immunitaire adaptatif, y compris les lymphocytes T CD8+ cytotoxiques et les lymphocytes T CD4 + auxiliaires, vers la tumeur, soulevant ainsi l’immunosuppression locale. Il est à noter que l’immunité aux lymphocytes T anti-adénoviraux est polyfonctionnelle, ce qui augmente la qualité de la réponse antitumorale globale en cours. Simultanément, l’infection à adénovirus médie également l’activation des cellules tueuses naturelles contribuant davantage à la réponse immunitaire antitumorale. La génération d’anticorps antiviraux stimule également la réponse en déclenchant une cytotoxicité dépendante des anticorps (Fig. 1).

Virus oncolytiques modernes

Aujourd’hui, adénovirus, virus de l’herpès, virus de la rougeole, virus coxsackie, poliovirus, réovirus, poxvirus et virus de Newcastle les virus de la maladie, entre autres, font partie des virus oncolytiques en développement préclinique et clinique pour le traitement du cancer. La réplication préférentielle des tumeurs peut être « naturelle » étant donné les mécanismes de détection virale défectueux de la plupart des cellules cancéreuses. Certaines cellules cancéreuses abritent également une expression accrue des récepteurs d’entrée virale, et certains virus ne semblent pas avoir besoin de récepteurs spécifiques pour l’entrée. La fonction anormale des voies de signalisation intracellulaires telles que l’interféron peut être exploitée par certains virus. Comme beaucoup d’autres virus, les adénovirus sont naturellement enclins à se répliquer agressivement dans les cellules tumorales et, leurs versions de type sauvage pourraient en théorie être utilisées dans les traitements du cancer, comme cela a été fait dans des séries historiques. Cependant, de meilleurs résultats pour les patients sont attendus par une conception rationnelle des virus les rendant sélectifs des tumeurs (« oncolytiques »). Ces dernières années, les adénovirus ont été largement modifiés pour fusionner une puissance antitumorale élevée avec une toxicité minimale.

Les techniques de biologie moléculaire existantes nous permettent (a) de sélectionner des récepteurs d’entrée fortement exprimés sur les tumeurs, (b) d’affiner la sécurité en limitant la réplication aux cellules cancéreuses, et (c) d’insérer des transgènes thérapeutiques spécifiques pour une efficacité accrue. Ces approches sont examinées ci-dessous et résumées dans le tableau 3.

Améliorer le tropisme tumoral

Une entrée efficace des virus oncolytiques dans les cellules tumorales est une condition préalable à une oncolyse ultérieure. Inversement, une faible expression des récepteurs peut être un facteur limitant. Pour éviter l’énigme de la faible expression de CXADR sur les cellules tumorales, les adénovirus de sérotype 5 peuvent être modifiés pour contenir des peptides d’acide arginylglycylaspartique (RGD) dans leurs boutons de fibres. Une telle modification s’est avérée utile pour augmenter l’efficacité et réduire la toxicité des adénovirus. La mise en œuvre clinique de tels adénovirus oncolytiques modifiés, tels que DNX-2401 (un adénovirus de sérotype 5 avec une modification RGD), a montré des résultats prometteurs dans une étude clinique de phase I où 20% des patients atteints de gliome ont présenté des réponses durables.

De même, le remplacement du bouton de fibre de sérotype 5 par un bouton appartenant au sérotype 3 a apporté des améliorations substantielles de l’efficacité antitumorale, tout en conservant la cinétique systémique attrayante et la sécurité du sérotype 5 ubiquitaire. La modification de la capside (par exemple, chimérisme 5/3) permet de surmonter partiellement les anticorps neutralisants préexistants contre Ad5. Il est à noter que la question des anticorps est complexe et, en fait, les titres d’anticorps neutralisants de base n’ont pas empêché l’efficacité antitumorale chez l’homme. Les grandes quantités de virus produites par les tumeurs dans la circulation sanguine pourraient simplement vaincre les anticorps neutralisants productibles dans le sang. Dans les infections à adénovirus de type sauvage, seules de petites quantités d’adénovirus pénètrent dans le sang. Les anticorps neutralisants sont conçus pour bloquer ce virus, pas les énormes nombres produits par les tumeurs infectées par le virus oncolytique. Néanmoins, dans l’analyse épidémiologique, le manque d’anticorps à l’inclusion a eu un impact statistiquement significatif sur la survie, mais pas de manière cliniquement significative, car les réponses et la survie longue ont pu être observées indépendamment des titres d’anticorps à l’inclusion. Il est intéressant de noter que des traitements intraveineux séquentiels en modifiant le virus ou le sérotype pourraient faire une différence.

Comme l’expression du récepteur Ad5 CXADR semble limiter l’efficacité dans le contexte de tumeurs avancées, des adénovirus oncolytiques entièrement à base de sérotype 3 ont été construits. Ce virus pénètre par des mécanismes non médiés par le CXADR, y compris la desmogléine 2, qui est fortement exprimée dans les tumeurs solides avancées. Une bonne innocuité et des signes d’efficacité ont été observés chez les patients traités par un adénovirus de sérotype 3 complet. De plus, une méthode d’évolution directe a été utilisée pour générer un virus chimérique Ad3 / Ad11p qui a été utilisé dans de multiples essais sous le nom de ColoAd1.

Sécurité, restriction de la réplication aux cellules cancéreuses

Pour assurer une dissémination efficace du virus d’entrée et minimiser les événements indésirables liés au virus, les adénovirus ont été modifiés pour augmenter la sélectivité tumorale. Les stratégies utilisées comprennent le contrôle transcriptionnel des protéines précoces de l’adénovirus telles que l’E1A ou l’E1B. Une délétion de la paire de 24 bases du gène E1A produit une protéine E1A mutée qui ne peut pas se lier à la protéine du rétinoblastome, empêchant ainsi les cellules saines d’entrer en phase de synthèse (« S »). Cela bloque la réplication de l’ADN de l’adénovirus dans les tissus normaux au repos. En revanche, le potentiel réplicatif reste intact dans les cellules tumorales car des défauts ubiquitaires de la voie p16 / Rb garantissent que les cellules cancéreuses restent en permanence en phase de synthèse.

Le fait que les cellules tumorales contiennent plusieurs oncogènes actifs a conduit à la réalisation que leurs protéines résultantes pouvaient être exploitées pour contrôler la transcription de l’ADN des adénovirus. Par exemple, l’activité de la télomérase est une caractéristique connue des cellules cancéreuses, tandis que l’activité dans les cellules saines est minime. Par conséquent, la réplication de l’adénovirus a été placée avec succès sous le contrôle d’un promoteur de la transcriptase inverse de la télomérase humaine (hTERT) montrant une efficacité antitumorale dans les cancers avancés. De même, le p53, l’antigène carcinoembryonique (ACE) et l’antigène prostatique spécifique (PSA) ont été utilisés pour contrôler l’expression des protéines adénovirales précoces. En raison des défauts de la voie Rb / p16, les cellules cancéreuses présentent des niveaux élevés d’E2F libre intracellulaire, qui peut être utilisé pour la spécificité tumorale lorsque le promoteur E2F est inséré pour contrôler la réplication virale.

Les transgènes, améliorant l’efficacité

La nature des virus leur permet de détourner la cellule hôte pour produire des protéines virales. Cela permet une exploitation thérapeutique avec l’insertion de transgènes thérapeutiques dans le génome de l’adénovirus. Avant la reconnaissance des adénovirus oncolytiques en tant qu’immunothérapie, l’une des modifications les plus courantes était l’insertion de la cytosine désaminase et de la thymidine kinase dérivée de l’herpès simplex. L’administration combinée d’adénovirus oncolytiques avec des promédicaments de ganciclovir et / ou de 5-fluorocytosine (5-FC) a provoqué la mort des cellules tumorales en raison de leur conversion en composés cytotoxiques par des cellules tumorales transduites.

Plus récemment, la reconnaissance accrue du système immunitaire comme un élément important de l’efficacité des virus oncolytiques a conduit les chercheurs à percevoir les adénovirus oncolytiques comme de puissants véhicules pour les facteurs immunitaires. L’ajout d’un transgène cytokine du facteur de stimulation des colonies de macrophages granulocytaires (GMCSF) dans le génome adénoviral est une modification couramment utilisée. Dans cette approche, la réplication du virus s’accompagne de la production de GMCSF, ce qui entraîne le recrutement et la maturation des cellules dendritiques (DCs), puis l’amorçage des cellules T avec des antigènes associés à la tumeur libérés par oncolyse. Le CGTG-102 (précédemment Ad5/3-D24-GMCSF, actuellement ONCOS-102) est un adénovirus oncolytique exprimant le GMCSF. Les données des patients confirment cette notion, avec des augmentations signalées des niveaux périphériques de cellules T contre les antigènes associés aux tumeurs. Ces résultats suggèrent un amorçage des cellules dendritiques chez l’homme tel que prédit par le mécanisme d’action établi du GMCSF. L’augmentation de l’infiltration des lymphocytes T CD8+ dans les biopsies tumorales après traitement de patients atteints d’un cancer avancé par ONCOS-102 souligne la puissance immunologique de cette approche. Cependant, les effets pléiotropes du GMCSF peuvent mettre en danger l’immunité antitumorale, car la cytokine peut stimuler involontairement les cellules suppressrices dérivées des myéloïdes (MDSC) et les macrophages associés aux tumeurs (TAMs), tous deux connus pour inhiber l’activité des cellules T et des cellules tueuses naturelles (NK). Cependant, les nouvelles données humaines suggèrent que les virus producteurs de GMCSF pourraient être sûrs et efficaces.

Au-delà du GMCSF, l’expression combinée de l’IL-12 et de la décorine dans un adénovirus oncolytique a permis la récupération de l’immunité antitumorale dans un modèle de cancer du sein murin peu immunogène, via une infiltration cytotoxique des lymphocytes T et une réduction du facteur de croissance bêta transformant (TGFb). La coexpression de CD40L et de 4-1BBL par un adénovirus oncolytique a également montré des résultats prometteurs, en raison de sa capacité à favoriser la destruction des tumeurs pancréatiques, par repolarisation du microenvironnement tumoral. Une telle polarisation a permis la libération d’attractants pour les lymphocytes T et de cytokines stimulantes immunitaires, permettant de puissantes réponses antitumorales aux lymphocytes T. La production d’OX40L médiée par un adénovirus oncolytique (d24-RGDOX) a favorisé un contrôle accru de la tumeur via des cellules T effectrices hautement fonctionnelles et la propagation d’épitopes.

En outre, des anticorps peuvent être insérés sous forme de transgènes pour améliorer l’efficacité de la virothérapie oncolytique. Par exemple, l’anti-CTLA4, un inhibiteur de point de contrôle, a été inséré avec succès dans une plate-forme d’adénovirus oncolytique. Son utilisation dans des modèles murins et des cultures ex vivo de cellules mononucléées du sang périphérique (PBMC) de patients cancéreux a entraîné une augmentation de l’activité antitumorale des cellules T. Plus récemment, des anticorps à double cible ciblant les lymphocytes T et les antigènes de surface des cellules spécifiques au cancer tels que le récepteur du facteur de croissance épidermique (EGFR), le FR-a, la polypose adénomateuse familiale (FAP) et le CD44v6 ont démontré des résultats précliniques prometteurs.

De plus, d’autres approches ont également été étudiées. Ceux-ci comprennent l’armement avec des molécules fusogènes, des anticorps, des engageurs de cellules T et des canaux ioniques capables de concentrer l’iode radioactif. Alors que dans ces cas, les transgènes ne sont pas nécessairement immunologiquement actifs, et la plate-forme oncolytique entraîne une immunostimulation. Il est important de noter que les données cliniques suggèrent que l’efficacité de l’adénovirus oncolytique à agent unique a souvent été quelque peu limitée. Plusieurs barrières qui affectent les thérapies par adénovirus oncolytiques ont été suggérées. Ceux-ci comprennent les interférons antiviraux, qui peuvent être produits par le stroma tumoral même si les cellules cancéreuses elles-mêmes manquent d’une telle capacité. D’autres raisons incluent les barrières stromales, l’hypoxie, les zones hyperbares, nécrotiques et acides. Cependant, certains de ces obstacles ont été résolus dans des adénovirus redessinés se répliquant conditionnellement en réponse à des facteurs hypoxiques ou à des microenvironnements tumoraux acides.

Alternativement, les adénovirus oncolytiques ont été armés de hyaluronidase, une enzyme qui dégrade l’acide hyaluronique et entrave la dissémination du virus. Notamment, le traitement d’un certain nombre de modèles tumoraux précliniques in vivo a permis une efficacité antitumorale accrue. Les anticorps neutralisants restent une préoccupation pour les immunothérapies oncolytiques. Cependant, l’utilisation d’adaptateurs bispécifiques pour recibler des anticorps neutralisants antiviraux peut offrir une approche attrayante pour augmenter l’efficacité du traitement par adénovirus oncolytique. Il a été rapporté que l’enrobage d’adénovirus oncolytiques avec des dérivés tumoraux permettait une administration réussie de particules dans la tumeur avec de puissantes réponses antitumorales.

Programme d’accès à la thérapie avancée (PATA)

Entre 2007 et 2012, 290 patients atteints d’un cancer à un stade avancé ont été traités par 10 virus oncolytiques différents (tableau 4) totalisant 821 traitements. Un suivi à long terme de ces patients a été publié. Les traitements ont été donnés dans le cadre d’un programme de traitement individualisé en vertu de la directive EUROPÉENNE sur les thérapies avancées. Bien que de nombreuses réponses objectives aient été observées, aucune conclusion définitive concernant le bénéfice global de survie ne peut être tirée car aucun groupe témoin fiable n’était disponible. Cependant, certaines analyses cas-témoins qui ont été effectuées suggèrent un bénéfice pour la survie.

Tout en tenant compte des limites des données non aléatoires, des résultats intéressants ont émergé. L’une des observations les plus importantes était que tous les virus administrés semblaient tout à fait sûrs chez les patients atteints d’un cancer avancé. Une bonne tolérance a été observée chez différents virus sérotypés, y compris diverses modifications de la capside et différents dispositifs d’armement immunologique (p. ex., GMCSF ou CD40L). Le cyclophosphamide et le témozolomide concomitants à faible dose ont également été bien tolérés. Le premier a été utilisé pour réduire les lymphocytes T régulateurs. Ce dernier visait à augmenter l’induction de l’autophagie dans les cellules cancéreuses infectées, car cela semble être un médiateur important de la mort cellulaire oncolytique. De plus, la réplication du virus pourrait être augmentée par un blocage concomitant des canaux calciques. Aucun décès de patient lié au traitement n’a été observé. Des symptômes pseudo-grippaux typiques, tels que fièvre et fatigue, ont été observés chez la plupart des patients quelques jours après le traitement. Ces résultats ont été confirmés dans plusieurs essais cliniques ultérieurs. Les symptômes pseudo-grippaux et la fièvre pourraient être efficacement réduits avec l’acétaminophène (paracétamol).

Administration systémique du virus oncolytique

Les études de biodistribution réalisées avec les adénovirus chez les rongeurs ne sont pas fiables car la plupart des animaux n’ont pas de récepteurs d’entrée ou leur distribution d’organes est différente de celle des humains. À partir de patients ATAP, nous avons pu collecter des informations importantes sur la biodistribution du virus chez l’homme. De nombreux humains ont des anticorps neutralisants contre différents sérotypes d’adénovirus, bien que souvent à faible titre de base. Cependant, comme des centaines de milliards de virus sont administrés dans un traitement typique, les anticorps préexistants peuvent être incapables de bloquer complètement l’administration intraveineuse. Dans les traitements intraveineux ultérieurs avec le même sérotype, la situation est plus floue, ce qui est l’une des raisons pour lesquelles l’administration intratumorale est couramment utilisée avec les virus oncolytiques. Il est à noter qu’il a été proposé que l’immunité antivirale aide à générer une immunité antitumorale.

Il a été établi chez l’homme que l’adénovirus est capable de se déplacer dans le sang jusqu’aux métastases malgré la neutralisation des anticorps. Pour certains virus, le mécanisme semble être lié à la liaison aux cellules sanguines. Fait intéressant, les adénovirus dans le sang (données qPCR) provenaient le plus souvent de caillots sanguins, tandis que certains patients présentaient une quantité importante de virus dans le compartiment sérique. La réponse en anticorps du patient cancéreux a également varié. Les réponses au traitement ou la survie à long terme sont observées indépendamment des titres d’anticorps neutralisants, bien qu’il soit à noter que la plupart des patients ont été traités par voie intratumorale.

Fait intéressant, nous avons traité sept patients atteints de l’adénovirus de sérotype 3 en utilisant uniquement une administration intraveineuse. Des signes suggérant une réplication du virus ont été observés, y compris des titres de virus prolongés et / ou en hausse dans le sang. Cela a également été observé chez des patients présentant des anticorps préexistants contre le virus. En outre, 5 des 6 patients évaluables ont montré des signes de bénéfice possible. Ces données indiquent que les virus pourraient également pénétrer dans les tumeurs par voie intraveineuse. Cela a été confirmé plus tard dans une étude d’autopsie où il a été démontré que les tumeurs non injectées présentaient un adénovirus oncolytique.

Virus qui ont déjà reçu l’approbation réglementaire pour le traitement du cancer

D’un point de vue clinique, l’utilisation de virus pour le traitement du cancer à l’ère moderne en est à ses balbutiements. Initialement, des virus de type sauvage ont été utilisés, mais cette approche pourrait entraîner des événements indésirables causés par la réplication du virus dans les tissus normaux. Néanmoins, le Rigvir (un virus ECHO-7), un picornavirus oncolytique avec une certaine sélectivité tumorale innée, a été le premier produit de virothérapie oncolytique approuvé pour le cancer approuvé en 2004 en Lettonie et plus tard dans quelques autres pays. Le deuxième virus oncolytique a été rationnellement conçu pour la sélectivité tumorale. Nommé H101 (Oncorine), cet adénovirus est utilisé en Chine depuis 2005 pour le traitement des tumeurs solides. Il est à noter que ces deux virus manquent de dispositifs d’armement.

La reconnaissance que la réorientation du système immunitaire pour exercer des fonctions antitumorales pourrait fournir une approche prometteuse pour traiter le cancer a permis aux scientifiques d’utiliser les capacités immunologiques des virus oncolytiques. Par exemple, l’ajout de transgènes immunologiques tels que le GMCSF a été une approche populaire. Talimogene laherparepvec (également connu sous le nom de T-vec, Imlygic®) est un virus de l’herpès simplex-1 codant pour le GMCSF, et a été l’un des premiers virus oncolytiques conçus pour fournir un boost immunologique. Son application clinique a finalement conduit à un essai clinique randomisé de phase III (OPTiM). Au cours de cet essai de stade IIIB/C et IV, les patients atteints de mélanome métastatique non résécable recevant une VEC-T intratumorale avaient un taux de réponse durable de 19,3%, dont plus de 80% étaient des réponses complètes. Le fait que l’administration sous-cutanée de GM-CSF offrait une efficacité inférieure (taux de réponse durable de 1,4%, réponse complète de 0,7%) a conduit à l’approbation de la Food and Drug Administration (FDA) en 2015, suivie de l’Agence européenne des médicaments (EMA).

Cette approbation historique dans les pays occidentaux a encouragé la communauté médicale à continuer à développer et à améliorer les virus oncolytiques pour le traitement du cancer, y compris les adénovirus. Plus tard, dans une population de patients similaire, le pembrolizumab a été associé au virus, entraînant des réponses chez 62% des patients, dont 33% étaient complets. Comme prévu, une forte présence d’infiltration de lymphocytes T cytotoxiques a été observée dans les tumeurs après le traitement. Un récent essai clinique de phase II chez des patients atteints d’un mélanome avancé a démontré que la VEC-T augmentait le taux de réponse de l’ipilimumab par rapport à l’ipilimumab seul (38 % vs 18 %, respectivement). Il est à noter que, contrairement aux combinaisons d’inhibiteurs de points de contrôle, les événements indésirables n’ont pas été aggravés. Cela suggère que les virus oncolytiques peuvent être combinés avec une inhibition des points de contrôle sans diminution problématique de la sécurité.

Essais d’adénovirus oncolytiques

Au moment de la rédaction de cette revue (mars 2020), nous avons effectué une recherche sur clinicaltrials.org , résultant en 101 résultats d’essai. En limitant la recherche aux essais de phases I–II « adénovirus oncolytique », nous avons obtenu 41 résultats; parmi ceux-ci, 10 ont été complétés et 15 ont été recrutés. Seize virus oncolytiques différents ont été utilisés dans ces essais terminés ou de recrutement. Aucun essai clinique actif de phase III n’a été trouvé. Fait intéressant, 6 des 16 virus ont été publiés récemment, en 2019-2020, ce qui indique un intérêt croissant et un financement disponible pour les essais d’adénovirus oncolytiques (tableau 5).

Utilisation de virus oncolytiques dans les tumeurs malignes hématologiques

Des observations de régressions cancéreuses hématologiques à la suite d’une infection virale ont été observées au début du siècle dernier. Il est à noter que l’évaluation de la réponse était possible pour les tumeurs malignes hématologiques, par microscopie et comptage cellulaire, alors que ce n’était pas le cas pour la plupart des tumeurs solides à l’époque. Cela pourrait avoir causé une surreprésentation du cancer hématologique dans la littérature précoce, en raison d’un biais d’observation. Cependant, on ne peut nier que de nombreux rapports ont suggéré une régression des tumeurs hématologiques après des infections virales. En tant que tel, il y a de fortes raisons de croire que les virus oncolytiques pourraient également être utilisés dans les tumeurs malignes hématologiques. Cependant, tous les virus ne conviennent pas au traitement des tumeurs des cellules sanguines. Par exemple, l’adénovirus ne semble pas être capable de lyser les globules blancs.

Selon des publications récentes, un intérêt croissant pour les virus oncolytiques est présent également dans le domaine hématologique, plusieurs virus étant étudiés en milieu préclinique. Cependant, seuls quelques essais ont été publiés. Une recherche à partir de clinicaltrials.gov n’a révélé aucun résultat pour les essais sur les « néoplasmes hématologiques » et les « virus oncolytiques » (mars 2020). Cependant, une recherche de « myélome multiple » et de « virus oncolytiques » a révélé deux études.

Pour conclure, à ce jour, il y a eu peu d’essais avec des virus oncolytiques dans les cancers hématologiques. Certains efforts notables incluent des essais de phase précoce avec le réovirus, la rougeole et le virus de la stomatite vésiculaire (VSV) dans le myélome multiple. L’essai VSV actuellement en cours de recrutement (NCT03017820) comprend également des patients atteints de leucémie myéloïde aiguë en rechute et de lymphome à cellules T. Aucun essai hématologique avec adénovirus oncolytique n’a été trouvé.

Limites et stratégies plus récentes pour améliorer l’efficacité des virus oncolytiques

L’armement avec des cytokines immunostimulantes a été une méthode populaire pour générer une synergie immunologique avec les effets de l’oncolyse. Le bénéfice clinique de cette approche a été observé dans l’essai OPTiM de phase III où 1 patient sur 6 a obtenu des réponses complètes avec le virus oncolytique talimogene laherparepvec. La durée médiane de ces réponses complètes dans le groupe viral n’a pas été atteinte et 8 patients sur 9 ont survécu plus de 5 ans.

La combinaison de virus oncolytiques avec une inhibition du point de contrôle de l’activation des cellules T peut améliorer l’efficacité antitumorale du traitement par adénovirus oncolytique. En particulier, les tumeurs avec une faible quantité de cellules immunologiques — « tumeurs froides— – peuvent être activées efficacement par les adénovirus oncolytiques. Cela rend les tumeurs « chaudes » et favorise les effets des inhibiteurs de points de contrôle. Une preuve de concept clinique de l’efficacité de la combinaison de virus oncolytiques avec des inhibiteurs de points de contrôle a été présentée. Dans une étude randomisée de phase II (n = 198), un inhibiteur de point de contrôle (ipilimumab) a été associé au virus oncolytique talimogene laherparepvec, montrant des réponses objectives chez 39 % des patients, contre 18 % dans le bras réservé aux inhibiteurs de point de contrôle.

En plus du mélanome, des publications récentes suggèrent une activité clinique également dans d’autres cancers tels que le sarcome métastatique où la même combinaison a entraîné un taux de réponse objectif de 30% dans un essai sur un seul bras. De plus, le profil de sécurité de ces traitements a été bon et les virus oncolytiques ne semblent pas augmenter le taux d’événements indésirables graves.

Bien que ces combinaisons semblent apporter une puissance accrue et des avantages à long terme à certains patients, tous n’en bénéficient pas, et il y a clairement un rôle pour une amélioration ultérieure. Combiner la chimiothérapie ou la radiothérapie de manière rationnelle pour améliorer les avantages du traitement, et même ces thérapies conventionnelles semblent avoir une composante immunologique. Cependant, les preuves cliniques claires à l’appui de cette approche sont actuellement limitées.

La combinaison d’autres thérapies telles que la thérapie cellulaire adoptive ou les thérapies ciblées pourrait également entraîner de meilleurs traitements. Cependant, nous manquons encore de beaucoup d’informations sur les effets immunitaires dans les tumeurs individuelles. Cette insuffisance de connaissances rend difficile de comprendre quels patients bénéficieraient le plus de ce type de combinaisons de traitement. Cela pourrait être le plus grand défi sur le terrain à l’heure actuelle. La conception d’essai classique n’est pas bien adaptée à la compréhension des mécanismes au niveau d’une tumeur individuelle et d’un patient.

Études TILT-123

Un traitement anticancéreux idéal devrait être si bon que la plupart des patients en bénéficieraient clairement, tandis que les effets secondaires devraient être tolérables. Notre propre contribution à cette quête est un nouvel adénovirus oncolytique, conçu spécifiquement avec les cellules T à l’esprit. Ad5 / 3-E2F-D24-hTNFa-IRES-hIL2 (TILT-123) est basé sur le sérotype 5 de l’adénovirus bien compris et sûr, mais son bouton de fibre a été changé en un bouton de sérotype 3 pour une pénétrance accrue aux cellules tumorales. La réplication du virus est strictement limitée aux cellules cancéreuses par un double contrôle (promoteur E2F et délétion D24) et la puissance du virus est optimisée par deux transgènes, qui ont été sélectionnés de manière basée sur les données. Les adénovirus chimériques 5/3 représentent également le meilleur stimulateur de cellules T natives, parmi les adénovirus oncolytiques cliniquement pertinents.

La combinaison qui est apparue comme la meilleure approche pour recruter et activer les cellules T était l’interleukine-2 (IL-2) et le facteur de nécrose tumorale alpha (TNFa). L’IL-2 est nécessaire à la croissance et à la survie des lymphocytes T et le TNFa est un puissant inducteur du trafic des lymphocytes T et de l’apoptose tumorale. Dans les modèles précliniques, l’administration d’adénovirus codant des cytokines a augmenté l’efficacité antitumorale de trois formes de thérapie par les lymphocytes T adoptifs: les lymphocytes T modifiés par récepteur des lymphocytes T (TCR), la thérapie par les lymphocytes T CAR et la thérapie par lymphocytes infiltrants tumoraux (TIL).

Ce résultat résulte des éléments suivants: (1) amélioration de l’infiltration des cellules transférées induite par le TNFa, (2) amélioration de l’activité des lymphocytes T cytotoxiques induite par l’IL-2 et (3) diminution globale des sous-ensembles immunosuppressifs, y compris les lymphocytes T régulateurs (Tregs), les MDSC et les macrophages M2 dans le microenvironnement tumoral. Les hamsters porteurs de tumeurs pancréatiques traités avec TILT-123 ont montré des signes d’efficacité antitumorale améliorée par rapport aux animaux recevant un traitement TIL ou TILT-123 seul. La combinaison d’adénovirus codants IL-2 et TNFa et d’un traitement anti-PD-1 a également favorisé une survie à 100% à long terme dans des modèles précliniques portant un modèle tumoral de mélanome.

D’autres études avec le virus ont démontré un effet abscopal dans les tumeurs non injectées, montrant la nature systémique de la réponse immunitaire générée par le traitement local. De plus, le traitement par TILT-123 chez des animaux traités par TIL a démontré une immunité protectrice contre la remise en question tumorale. Fait important, ces données démontrent le potentiel de TILT-123 pour affiner et surmonter les défis de la thérapie cellulaire adoptive à base de cellules T. Le premier essai avec cet adénovirus oncolytique avancé est en cours (NCT04217473).