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Virus oncolitici per l’immunoterapia del cancro

Struttura, funzione e morte cellulare immunogenica: adenovirus come esempio

La biologia dell’adenovirus è stata studiata in dettaglio ed è ben compresa. Gli adenovirus possono essere usati come virus di esempio quando descrivono i virus oncolitici nel loro complesso. Mentre ci sono naturalmente molte differenze con diversi virus, molti fattori sono simili a un certo grado, tuttavia non tutti i virus sono naturalmente oncolitici.

Ad oggi, 57 sierotipi di adenovirus distinti sono descritti e classificati in 7 sottogruppi: da A a G . Mentre gli adenovirus innescano infezioni di tipo influenzale comune, questi rappresentano una delle piattaforme più versatili per la terapia del cancro. In particolare, il sierotipo 5 (gruppo C) è la spina dorsale più comunemente utilizzata per la progettazione di virus oncolitici . La sua struttura comprende un capside a forma di icosaedro (composto principalmente da esone, pentone e proteine della fibra) che circonda un DNA a doppio filamento non avvolto . Gli adenovirus hanno la capacità di infettare le cellule indipendentemente dal loro stato di divisione.

L’infezione delle cellule tumorali inizia con l’attaccamento della manopola della fibra virale ai recettori situati sulla superficie delle cellule tumorali. Questa interazione è mediata da diversi recettori a seconda del sierotipo del virus. Ad esempio , gli adenovirus del sierotipo 5 si legano preferenzialmente al recettore coxsackie – e adenovirus CXADR, mentre gli adenovirus del sierotipo 3 legano desmoglein-2, CD46 o CD80/86 . Alcuni di questi recettori si trovano spesso sulle cellule tumorali, mentre purtroppo alcuni, come CXADR, sono downregulated in molti tumori avanzati . Si verifica una seconda interazione tra le proteine pentoniche del virus e le integrine delle cellule tumorali, con conseguente internalizzazione del virus . Gli adenovirus possono utilizzare anche diversi altri recettori come mostrato nella Tabella 2. Un processo multistep porta il DNA del virus nel nucleo, dove inizia la trascrizione delle prime proteine virali (E1–E4). Dopo l’espressione di proteine tardive, migliaia di nuova progenie virale emerge, interrompendo la membrana cellulare dopo pochi giorni e i virus appena formati infettano nuove cellule, fino a quando il sistema immunitario alla fine interrompe questo processo .

Tabella 2 Recettori di ingresso per adenovirus

Sebbene non siano stati scoperti fino al trattamento dei pazienti, tale lisi cellulare è un processo altamente immunogenico . Questo fattore è di fondamentale importanza considerando che la maggior parte dei tumori sembra essere in grado di nascondersi dal nostro sistema immunitario. La morte immunogenica delle cellule rivela gli antigeni tumore-associati multipli per la presentazione al sistema immunitario via le cellule dendritiche mature attivate. Un numero elevato di genomi virali attiva la segnalazione immunologica del pericolo attraverso i recettori del pattern molecolare associato al danno (DAMP) e del pattern molecolare associato al patogeno (PAMP). Questi processi formano una ricetta che ritarda il sistema immunitario adattativo, comprese le cellule T CD8+ citotossiche e le cellule T CD4+ helper, verso il tumore, sollevando così l’immunosoppressione locale . Di nota, l’immunità anti-adenovirale delle cellule T è polifunzionale rendendo maggiore qualità alla risposta antitumorale complessiva in corso . Contemporaneamente, l’infezione da adenovirus media anche l’attivazione delle cellule natural killer contribuendo ulteriormente alla risposta immunitaria antitumorale . La generazione di anticorpi antivirali stimola ugualmente la risposta innescando citotossicità anticorpo-dipendente (Fig. 1).

Fig. 1
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Attivazione del sistema immunitario per il rigetto del cancro con la terapia con virus oncolitico. Il microambiente tumorale dei tumori avanzati è “freddo” a causa della mancanza di attività immunologica. La terapia virale oncoytica ripristina l’attività immunologica degli infiltrati tumorali immunitari. un rilascio del segnale di pericolo e maturazione DC. Gli adenovirus oncolitici infettano le cellule tumorali e causano oncolisi, rilasciando nuova progenie virale ma anche SMORZANO e PAMPS, che attiveranno le cellule dendritiche vicine e favoriranno la loro maturazione regolando i marcatori co-stimolatori, come CD80, CD83 e CD86. le cellule dendritiche mature di b elaboreranno i detriti del tumore e presenteranno gli antigeni tumore-associati e del virus alle cellule T locali e distanti. Contemporaneamente, l’infezione virale in corso attira le cellule T nel sito del tumore. c L’attivazione delle cellule B da parte delle cellule CD4+ T o dell’interazione BCR-virus provoca il rilascio di anticorpi neutralizzanti, che marcano le cellule tumorali infette per ADCC da parte delle cellule NK o la fagocitosi da parte dei macrofagi M1. d Le cellule T CD8+ e le cellule NK distruggono le cellule tumorali infette e non infette attraverso INFg/GranzB e GranzB/Perforine, rispettivamente. L’infezione da adenovirus oncolitico upregulates anche classe I HLA nelle cellule tumorali, consentendo una maggiore esposizione alle cellule T CD8+. Nel complesso, i componenti di questa modulazione consentono al microambiente tumorale di diventare “caldo” con una maggiore attività immunologica. UMIDO pericolo-associated molecular patterns, PAMP pathogen-associated molecular patterns, HLA human leukocyte antigen, BCR B cell receptor

Moderna virus oncolytic

Oggi, adenovirus, virus herpes, morbillo virus coxsackie virus, poliovirus, reoviruses, poxvirus, e la malattia di Newcastle virus, tra gli altri, sono alcuni dei virus oncolytic sotto preclinico e clinico di sviluppo per la terapia del cancro . La replicazione preferenziale del tumore può essere “naturale” dati i meccanismi di rilevamento virale difettosi della maggior parte delle cellule tumorali . Alcune delle cellule tumorali ospitano anche una maggiore espressione dei recettori di ingresso virali, e alcuni virus non sembrano aver bisogno di recettori specifici per l’ingresso . La funzione anormale delle vie di segnalazione intracellulari quale interferone può essere sfruttata da alcuni virus . Come molti altri virus, gli adenovirus sono naturalmente inclini a replicarsi in modo aggressivo nelle cellule tumorali e, le loro versioni di tipo selvaggio potrebbero in teoria essere utilizzate nei trattamenti contro il cancro, come è stato fatto nelle serie storiche . Tuttavia, i migliori risultati del paziente sono attesi dalla progettazione razionale dei virus che li rendono tumore selettivo (“oncolitico”). Negli ultimi anni, gli adenovirus sono stati ampiamente alterati per fondere un’elevata potenza antitumorale con una tossicità minima .

Le tecniche di biologia molecolare esistenti ci consentono di (a) selezionare i recettori di ingresso altamente espressi sui tumori, (b) affinare la sicurezza limitando la replicazione alle cellule tumorali e (c) inserire specifici transgeni terapeutici per una maggiore efficacia. Questi approcci sono discussi di seguito e riassunti nella tabella 3.

Tabella 3 Esempi di modificazioni virali negli adenovirus oncolitici

Migliorare il tropismo tumorale

L’ingresso efficace di virus oncolitici nelle cellule tumorali è un prerequisito per la successiva oncolisi. Al contrario, l’espressione bassa del recettore può essere un fattore limitante. Per evitare l’enigma della bassa espressione di CXADR sulle cellule tumorali, gli adenovirus del sierotipo 5 possono essere modificati per contenere peptidi di acido arginilglicilaspartico (RGD) nelle loro manopole di fibre. Tale modifica è stata dimostrata utile per aumentare l’efficacia e ridurre la tossicità degli adenovirus . L’implementazione clinica di tali adenovirus oncolitici modificati, come DNX-2401 (un adenovirus del sierotipo 5 con una modifica RGD), ha mostrato risultati promettenti in uno studio clinico di fase I in cui il 20% dei pazienti con glioma ha mostrato risposte durature .

Allo stesso modo, la sostituzione del pomello in fibra del sierotipo 5 con uno appartenente al sierotipo 3 ha fornito miglioramenti sostanziali nell’efficacia antitumorale, pur mantenendo l’attraente cinetica sistemica e la sicurezza del sierotipo 5 onnipresente . La modifica del capside (ad esempio, chimerismo 5/3) consente il parziale superamento degli anticorpi neutralizzanti preesistenti contro Ad5 . Da notare, la questione anticorpale è complessa e, in effetti, i titoli anticorpali neutralizzanti al basale non hanno impedito l’efficacia antitumorale nell’uomo . Le grandi quantità di virus che vengono prodotti dai tumori nel flusso sanguigno potrebbe semplicemente superare neutralizzando anticorpi producibili nel sangue. Nelle infezioni da adenovirus di tipo selvaggio, solo piccole quantità di adenovirus entrano nel sangue. Gli anticorpi neutralizzanti sono progettati per bloccare tale virus, non gli enormi numeri prodotti da tumori infetti da virus oncolitico. Tuttavia, nell’analisi epidemiologica, la mancanza di anticorpi al basale ha influito in modo statisticamente significativo sulla sopravvivenza, ma non in modo clinicamente significativo, poiché le risposte e la sopravvivenza a lungo termine potrebbero essere osservate indipendentemente dai titoli anticorpali al basale. È interessante notare che i trattamenti endovenosi sequenziali modificando il virus o il sierotipo potrebbero fare la differenza .

Poiché l’espressione del recettore Ad5 CXADR appare limitante per l’efficacia nel contesto di tumori avanzati, sono stati costruiti adenovirus oncolitici completamente basati sul sierotipo 3 . Questo virus entra attraverso meccanismi non mediati da CXADR, tra cui la desmogleina 2, che è altamente espressa nei tumori solidi avanzati . Buona sicurezza e segni di efficacia sono stati osservati in pazienti trattati con un adenovirus completamente sierotipo 3 . Inoltre, è stato utilizzato un metodo di evoluzione diretta per generare un virus chimerico Ad3 / Ad11p che è stato utilizzato in più studi sotto il nome di ColoAd1 .

Sicurezza, limitando la replicazione alle cellule tumorali

Per ottenere una diffusione efficiente del virus in ingresso e per ridurre al minimo gli eventi avversi correlati al virus, gli adenovirus sono stati modificati per ottenere una maggiore selettività tumorale. Le strategie impiegate includono il controllo trascrizionale delle proteine iniziali dell’adenovirus come E1A o E1B. Una delezione del gene 24-base E1A produce una proteina E1A mutata che non può legarsi alla proteina del retinoblastoma, impedendo così alle cellule sane di entrare in fase di sintesi (“S”). Questo blocca la replicazione del DNA dell’adenovirus nei tessuti normali quiescenti . Al contrario, il potenziale replicativo rimane intatto nelle cellule tumorali perché i difetti ubiquitari nella via p16 / Rb assicurano che le cellule tumorali rimangano permanentemente in fase di sintesi .

Il fatto che le cellule tumorali contengano diversi oncogeni attivi ha portato alla realizzazione che le loro proteine risultanti potrebbero essere sfruttate per controllare la trascrizione del DNA dell’adenovirus. Ad esempio, l’attività della telomerasi è una caratteristica nota delle cellule tumorali, mentre l’attività nelle cellule sane è minima . Pertanto, la replicazione dell’adenovirus è stata posta con successo sotto il controllo di un promotore della trascrittasi inversa della telomerasi umana (hTERT) che mostra l’efficacia antitumorale nei tumori avanzati . Allo stesso modo , p53, antigene carcinoembrionico (CEA) e antigene prostatico specifico (PSA) sono stati utilizzati per controllare l’espressione delle prime proteine adenovirus. A causa dei difetti della via Rb / p16, le cellule tumorali presentano alti livelli di E2F libero intracellulare, che può essere utilizzato per la specificità del tumore quando il promotore E2F viene inserito per controllare la replicazione virale .

Transgeni, migliorando l’efficacia

La natura dei virus consente loro di dirottare la cellula ospite per produrre proteine virali. Ciò consente lo sfruttamento terapeutico con l’inserimento di transgeni terapeutici nel genoma dell’adenovirus. Prima del riconoscimento degli adenovirus oncolitici come immunoterapia, una delle modifiche più comuni era l’inserimento della citosina deaminasi e della timidina chinasi derivata dall’herpes simplex . La somministrazione combinata di adenovirus oncolitici con ganciclovir e / o profarmaci 5-fluorocitosina (5-FC) ha causato la morte delle cellule tumorali a causa della loro conversione in composti citotossici da parte di cellule tumorali trasdotte .

Più recentemente, l’aumento del riconoscimento del sistema immunitario come componente importante nell’efficacia dei virus oncolitici ha portato i ricercatori a percepire gli adenovirus oncolitici come potenti veicoli per i fattori immunitari. L’aggiunta di un transgene della citochina del fattore stimolante le colonie dei granulociti macrofagi (GMCSF) nel genoma adenovirale è una modifica comunemente usata. In questo approccio, la replicazione del virus è accompagnata dalla produzione di GMCSF, che si traduce nel reclutamento e nella maturazione delle cellule dendritiche (DCS) e nel successivo priming delle cellule T con antigeni associati al tumore rilasciati dall’oncolisi . CGTG-102 (precedentemente Ad5/3-D24-GMCSF, attualmente ONCOS-102), è un adenovirus oncolitico che esprime GMCSF. I dati del paziente confermano questa nozione, con aumenti segnalati nei livelli periferici di cellule T contro antigeni associati al tumore . Questi risultati suggeriscono l’adescamento delle cellule dendritiche negli esseri umani come previsto dal meccanismo d’azione stabilito di GMCSF . L’aumentata infiltrazione delle cellule T CD8 + riscontrata nelle biopsie tumorali dopo il trattamento di pazienti oncologici avanzati con ONCOS-102 sottolinea la potenza immunologica di questo approccio . Tuttavia, gli effetti pleiotropici di GMCSF possono mettere in pericolo l’immunità antitumorale poiché la citochina può involontariamente stimolare le cellule soppressori derivate da mieloidi (MDSC) e i macrofagi associati al tumore (TAMs), entrambi noti per inibire l’attività delle cellule T e delle cellule natural killer (NK). Tuttavia, i dati umani emergenti suggeriscono che i virus che producono GMCSF potrebbero essere sicuri ed efficaci .

Oltre a GMCSF, l’espressione combinata di IL-12 e decorina in un adenovirus oncolitico ha permesso il recupero dell’immunità antitumorale in un modello di cancro al seno murino scarsamente immunogenico, tramite infiltrazione citotossica delle cellule T e riduzione del fattore di crescita trasformante beta (TGFb). La coespressione di CD40L e 4-1BBL da parte di un adenovirus oncolitico ha anche mostrato risultati promettenti, grazie alla sua capacità di promuovere la distruzione dei tumori pancreatici, attraverso la ripolarizzazione del microambiente tumorale. Tale polarizzazione ha permesso il rilascio di attrattivi delle cellule T e citochine immunostimolanti, consentendo potenti risposte antitumorali delle cellule T. La produzione di OX40L mediata da un adenovirus oncolitico (d24-RGDOX) ha promosso un maggiore controllo del tumore tramite cellule T effettrici altamente funzionali e diffusione dell’epitopo .

Inoltre, gli anticorpi possono essere inseriti come transgeni per migliorare l’efficacia della viroterapia oncolitica. Ad esempio, anti-CTLA4, un inibitore del checkpoint, è stato inserito con successo in una piattaforma di adenovirus oncolitico. Il suo utilizzo in modelli murini e colture ex vivo di cellule mononucleate del sangue periferico del paziente oncologico (PBMC) ha determinato un aumento dell’attività antitumorale delle cellule T. Più recentemente, gli anticorpi mirati doppi che prendono di mira le cellule T e gli antigeni di superficie delle cellule cancro-specifici quali il ricevitore epidermico di fattore di crescita (EGFR), FR-a , poliposi adenomatosa familiare (FAP) e CD44v6, hanno dimostrato i risultati preclinici promettenti .

Inoltre, sono stati studiati anche altri approcci. Questi includono l’inserimento di molecole fusogeniche, anticorpi, engagers delle cellule T e canali ionici in grado di concentrare la radioiodio. Mentre in questi casi, i transgeni non sono necessariamente immunologicamente attivi e la piattaforma oncolitica provoca immunostimolazione. È importante notare che i dati clinici suggeriscono che l’efficacia del singolo agente oncolitico adenovirus è stata spesso alquanto limitata. Sono state suggerite diverse barriere che influenzano le terapie oncolitiche adenovirus. Questi includono interferoni antivirali, che possono essere prodotti dallo stroma tumorale anche se le cellule tumorali stesse mancano di tale capacità . Altri motivi includono barriere stromali, ipossia, aree iperbariche, necrotiche e acide . Tuttavia, alcuni di questi ostacoli sono stati affrontati in adenovirus riprogettati che si replicano condizionatamente in risposta a fattori ipossici o microambiente tumorale acido .

In alternativa, gli adenovirus oncolitici sono stati armati con ialuronidasi, un enzima che degrada l’acido ialuronico che ostacola la diffusione del virus. In particolare, il trattamento di una serie di modelli tumorali preclinici in vivo ha permesso una maggiore efficacia antitumorale. Gli anticorpi neutralizzanti rimangono una preoccupazione per le immunoterapie oncolitiche. Tuttavia, l’uso di adattatori bispecifici per retarget anticorpi neutralizzanti antivirali può offrire un approccio attraente per aumentare l’efficacia della terapia con adenovirus oncolitico . Il rivestimento degli adenovirus oncolitici con i derivati del tumore è stato riferito per tenere conto riuscito consegna delle particelle nel tumore con le risposte antitumorali potenti .

Advanced Therapy Access Program (ATAP)

Tra il 2007 e il 2012, 290 pazienti oncologici avanzati sono stati trattati con 10 diversi virus oncolitici (Tabella 4) per un totale di 821 trattamenti. È stato pubblicato un follow-up a lungo termine di questi pazienti . I trattamenti sono stati forniti nel contesto di un programma di trattamento individualizzato ai sensi della direttiva sulle terapie avanzate dell’UE . Sebbene siano state osservate molte risposte oggettive, non è possibile trarre conclusioni definitive sul beneficio di sopravvivenza globale in quanto non era disponibile un gruppo di controllo affidabile. Tuttavia, alcune analisi caso-controllo che sono state eseguite suggeriscono benefici di sopravvivenza .

Tabella 4 Virus utilizzati in ATAP

Pur tenendo conto delle limitazioni dei dati non randomizzati, sono emersi alcuni risultati interessanti . Una delle osservazioni più importanti era che tutti i virus somministrati apparivano abbastanza sicuri nei pazienti con cancro avanzato. Una buona tollerabilità è stata osservata attraverso diversi virus sierotipici, tra cui varie modifiche del capside e diversi dispositivi di inserimento immunologico (es., GMCSF o CD40L). Sono stati ben tollerati anche ciclofosfamide e temozolomide a basse dosi concomitanti . Il primo è stato utilizzato per ridurre le cellule T regolatorie. Quest’ultimo mirava ad una maggiore induzione dell’autofagia nelle cellule tumorali infette, poiché questo sembra essere un importante mediatore della morte cellulare oncolitica. Inoltre, la replicazione del virus potrebbe essere aumentata dal concomitante blocco dei canali del calcio . Non sono stati osservati decessi correlati al trattamento . Sintomi tipici simil-influenzali, come febbre e affaticamento, sono stati osservati nella maggior parte dei pazienti pochi giorni dopo il trattamento. Questi risultati sono stati confermati in più studi clinici successivi . I sintomi simil-influenzali e la febbre potrebbero essere efficacemente ridotti con paracetamolo (paracetamolo).

Somministrazione sistemica di virus oncolitico

Gli studi di biodistribuzione condotti con adenovirus nei roditori sono inaffidabili in quanto la maggior parte degli animali non ha recettori di ingresso o la loro distribuzione di organi è diversa dall’uomo. Dai pazienti ATAP, siamo stati in grado di raccogliere informazioni importanti sulla biodistribuzione del virus negli esseri umani . Molti esseri umani hanno anticorpi neutralizzanti contro diversi sierotipi di adenovirus, anche se spesso a basso titolo basale . Tuttavia, poiché centinaia di miliardi di virus vengono somministrati in un trattamento tipico, gli anticorpi preesistenti potrebbero non essere in grado di bloccare completamente la somministrazione endovenosa. Nei successivi trattamenti endovenosi con lo stesso sierotipo, la situazione è più poco chiara, che è uno dei motivi per cui la consegna intratumorale è comunemente usata con i virus oncolitici. Da notare, è stato proposto che l’immunità antivirale aiuti a generare l’immunità antitumorale .

È stato stabilito nell’uomo che l’adenovirus è in grado di viaggiare attraverso il sangue fino alle metastasi nonostante neutralizzi gli anticorpi . Per alcuni virus, il meccanismo sembra riguardare il legame con le cellule del sangue . È interessante notare che gli adenovirus nel sangue (dati qPCR) sono stati trovati più spesso da coaguli di sangue, mentre alcuni pazienti avevano una quantità significativa di virus nel compartimento del siero . Anche la risposta anticorpale del paziente oncologico variava . Le risposte al trattamento o la lunga sopravvivenza sono osservate indipendentemente dai titoli anticorpali neutralizzanti, anche se va notato che la maggior parte dei pazienti è stata trattata per via intratumorale .

È interessante notare che abbiamo trattato sette pazienti con l’adenovirus sierotipo 3 usando solo la somministrazione endovenosa. Sono stati osservati segni che suggeriscono la replicazione del virus, inclusi titoli di virus prolungati e/o crescenti nel sangue. Ciò è stato osservato anche in pazienti con anticorpi preesistenti contro il virus. Inoltre, 5 dei 6 pazienti valutabili hanno mostrato segni di possibili benefici. Questi dati indicano che i virus potrebbero essere in grado di entrare nei tumori anche attraverso la via endovenosa . Questo è stato successivamente confermato in uno studio autoptico in cui i tumori non iniettati hanno dimostrato di avere adenovirus oncolitico .

Virus che hanno già ricevuto l’approvazione normativa per il trattamento del cancro

Dal punto di vista clinico, l’uso di virus per il trattamento del cancro nell’era moderna è nella sua infanzia. Inizialmente, sono stati utilizzati virus di tipo selvaggio, ma questo approccio potrebbe causare eventi avversi causati dalla replicazione del virus nei tessuti normali. Tuttavia, Rigvir (un virus ECHO-7), un picornavirus oncolitico con una certa selettività innata del tumore, è stato il primo prodotto di viroterapia oncolitica approvato per il cancro approvato 2004 in Lettonia e successivamente in pochi altri paesi. Il secondo virus oncolitico è stato progettato razionalmente per la selettività del tumore. Chiamato H101 (Oncorine), questo adenovirus è stato utilizzato in Cina dal 2005 per i trattamenti dei tumori solidi . Da notare, entrambi questi virus mancano di dispositivi di inserimento.

Il riconoscimento che il riutilizzo del sistema immunitario per esercitare funzioni antitumorali potrebbe fornire un approccio promettente per trattare il cancro ha permesso agli scienziati di impiegare le capacità immunologiche dei virus oncolitici . Ad esempio, l’aggiunta di transgeni immunologici come il GMCSF è stato un approccio popolare. Talimogene laherparepvec (noto anche come T-vec, Imlygic®) è un virus herpes simplex-1 che codifica per GMCSF ed è stato uno dei primi virus oncolitici progettati per fornire una spinta immunologica. La sua applicazione clinica alla fine ha portato a uno studio clinico randomizzato di fase III (OPTiM). In questa fase di studio IIIB/C e IV i pazienti con melanoma metastatico non resecabile trattati con T-vec intratumorale hanno avuto un tasso di risposta durevole del 19,3%, di cui oltre l ‘ 80% erano risposte complete . Il fatto che la somministrazione sottocutanea di GM-CSF offrisse un’efficacia inferiore (tasso di risposta durevole dell ‘ 1,4%, risposta completa dello 0,7%) ha portato all’approvazione da parte della Food and Drug Administration (FDA) nel 2015, seguita dall’Agenzia europea dei medicinali (EM) .

Questa approvazione storica nei paesi occidentali ha incoraggiato l’ottimismo nella comunità medica a continuare a sviluppare e migliorare i virus oncolitici per la terapia del cancro, inclusi gli adenovirus. Successivamente, in una popolazione di pazienti simile, pembrolizumab è stato combinato con il virus portando a risposte nel 62% dei pazienti, di cui il 33% era completo. Come previsto, è stata osservata un’elevata presenza di infiltrazione citotossica delle cellule T nei tumori successivi al trattamento . Un recente studio clinico di fase II in pazienti con melanoma avanzato ha dimostrato che T-vec ha aumentato il tasso di risposta di ipilimumab rispetto a ipilimumab da solo (38% vs 18%, rispettivamente) . Di nota , e in contrasto con le combinazioni di inibitori del checkpoint, gli eventi avversi non sono stati aggravati. Ciò suggerisce che i virus oncolitici possono essere combinati con l’inibizione del checkpoint senza una diminuzione problematica della sicurezza.

Studi di adenovirus oncolitico

Al momento di scrivere questa recensione (marzo 2020), abbiamo fatto una ricerca su clinicaltrials.org, risultando in 101 risultati di prova. Limitando la ricerca a” adenovirus oncolitico ” fasi I–II studi, siamo arrivati con 41 risultati; di questi, 10 sono stati completati e 15 reclutamento. Sedici diversi virus oncolitici sono stati utilizzati in questi studi completati o di reclutamento. Non sono stati riscontrati studi clinici di fase III attiva. È interessante notare che 6 dei virus 16 sono stati pubblicati di recente, durante 2019-2020, indicando un crescente interesse e finanziamenti disponibili per gli studi oncolitici sull’adenovirus (Tabella 5).

Tabella 5 Sedici oncolytic adenovirus utilizzato in fase I–II prove che sono state completate o di reclutamento (Mar-2020 clinicaltrials.org).

l’Uso di virus oncolytic in neoplasie ematologiche

Osservazioni di cancro ematologiche regressioni seguito di infezione da virus sono stati visti all’inizio del secolo scorso . Da notare, la valutazione della risposta era possibile per le neoplasie ematologiche, mediante microscopia e conteggio delle cellule, mentre questo non era vero per la maggior parte dei tumori solidi al momento. Ciò potrebbe aver causato una sovrarappresentazione del cancro ematologico nella letteratura precoce, a causa di pregiudizi osservazionali. Tuttavia, non si può negare che molti rapporti suggerissero la regressione dei tumori ematologici dopo infezioni virali. Come tale, vi è una forte logica per credere che i virus oncolitici potrebbero essere utilizzati anche in neoplasie ematologiche. Tuttavia, non tutti i virus sono adatti per il trattamento dei tumori delle cellule del sangue. Ad esempio, l’adenovirus non sembra essere in grado di lisare i globuli bianchi .

Secondo recenti pubblicazioni, un crescente interesse verso i virus oncolitici è presente anche in campo ematologico, in quanto diversi virus sono in fase di studio in ambito preclinico . Tuttavia, solo pochi studi sono stati pubblicati . Una ricerca da clinicaltrials.gov non ha rivelato alcun risultato per studi su “neoplasia ematologica” e” virus oncolitici ” (marzo 2020). Tuttavia, una ricerca di “mieloma multiplo” e” virus oncolitici ” ha trovato due studi.

Per concludere, ad oggi, ci sono stati pochi studi con virus oncolitici nei tumori ematologici. Alcuni sforzi degni di nota includono studi di fase iniziale con reovirus , morbillo e virus della stomatite vescicolare (VSV) nel mieloma multiplo . Lo studio VSV attualmente in fase di reclutamento (NCT03017820) comprende anche pazienti con leucemia mieloide acuta recidivata e linfoma a cellule T. Non sono stati trovati studi ematologici con adenovirus oncolitico.

Limitazioni e nuove strategie per migliorare l’efficacia dei virus oncolitici

L’inserimento di citochine immunostimolanti è stato un metodo popolare per generare sinergie immunologiche con gli effetti dell’oncolisi. Il beneficio clinico di questo approccio è stato osservato nello studio OPTiM di fase III in cui 1 paziente su 6 ha ottenuto risposte complete con il virus oncolitico talimogene laherparepvec. La durata mediana di queste risposte complete nel gruppo trattato con il virus non è stata raggiunta e 8 pazienti su 9 sono sopravvissuti per oltre 5 anni .

La combinazione di virus oncolitici con inibizione del checkpoint attivante delle cellule T può migliorare l’efficacia antitumorale della terapia con adenovirus oncolitico. Soprattutto i tumori con bassa quantità di cellule immunologiche—”tumori freddi ” – possono essere efficacemente immunizzati da adenovirus oncolitici. Questo rende i tumori “caldi” e promuove gli effetti degli inibitori del checkpoint . È stato presentato il proof-of-concept clinico per l’efficacia della combinazione di virus oncolitici con inibitori del checkpoint . In uno studio randomizzato di fase II (n = 198) un inibitore del checkpoint (ipilimumab) è stato combinato con il virus oncolitico talimogene laherparepvec, mostrando risposte oggettive nel 39% dei pazienti, rispetto al 18% nel braccio solo inibitore del checkpoint .

Oltre al melanoma, recenti pubblicazioni suggeriscono attività clinica anche in altri tumori come il sarcoma metastatico dove la stessa combinazione ha portato ad un tasso di risposta obiettiva del 30% in uno studio a braccio singolo . Inoltre, il profilo di sicurezza di questi trattamenti è stato buono e i virus oncolitici non sembrano aumentare il tasso di eventi avversi gravi.

Anche se queste combinazioni sembrano produrre maggiore potenza e benefici a lungo termine per alcuni pazienti, non tutti beneficio, e c’è chiaramente un ruolo per un ulteriore miglioramento. Combinando la chemioterapia o la radioterapia in modo razionale per migliorare i benefici del trattamento, e anche queste terapie convenzionali sembrano avere una componente immunologica . Tuttavia, la chiara prova clinica a sostegno di questo approccio è attualmente limitata.

La combinazione di altre terapie come la terapia cellulare adottiva o terapie mirate potrebbe anche portare a trattamenti migliori. Tuttavia, ci mancano ancora molte informazioni sugli effetti immunitari nei singoli tumori. Questa insufficienza di conoscenza rende difficile capire quali pazienti trarrebbero beneficio dalla maggior parte del tipo di combinazioni di trattamento. Questa potrebbe essere la più grande sfida sul campo in questo momento. Il design di prova classico non è adatto per comprendere i meccanismi su un singolo tumore e sul livello del paziente.

TILT-123 studi

Un trattamento ideale per il cancro dovrebbe essere così buono che la maggior parte dei pazienti ne trarrebbe chiaramente beneficio mentre gli effetti collaterali dovrebbero essere tollerabili. Il nostro contributo a questa ricerca è un nuovo adenovirus oncolitico, progettato specificamente pensando alle cellule T. Ad5/3-E2F-D24-hTNFa-IRES-hIL2 (TILT-123) si basa sul ben compreso e sicuro adenovirus sierotipo 5, ma la sua manopola fibra è stato cambiato in un sierotipo 3 manopola per una maggiore penetranza alle cellule tumorali . La replicazione del virus è strettamente limitata alle cellule tumorali mediante doppio controllo (promotore E2F e delezione D24) e la potenza del virus è ottimizzata da due transgeni, che sono stati selezionati in modo basato sui dati . Gli adenovirus chimerici 5/3 rappresentano anche il miglior stimolatore nativo delle cellule T, tra gli adenovirus oncolitici clinicamente rilevanti .

La combinazione che è emersa come l’approccio migliore per il reclutamento e l’attivazione delle cellule T era l’interleuchina-2 (IL-2) e il fattore di necrosi tumorale alfa (TNFa) . IL-2 è richiesto per la crescita e la sopravvivenza delle cellule T e il TNFa è un potente induttore del traffico delle cellule T e dell’apoptosi tumorale . Nei modelli preclinici, la somministrazione di adenovirus codificanti citochine ha aumentato l’efficacia antitumorale di tre forme di terapia a cellule T adottive: cellule T ingegnerizzate con recettore a cellule T (TCR), terapia a cellule T CAR e terapia linfocitaria infiltrante tumore (TIL).

Questo risultato è risultato da quanto segue: (1) infiltrazione migliore delle cellule trasferite indotte da TNFa, (2) attività migliore delle cellule T citotossiche indotte da IL-2 e (3) diminuzione globale dei sottoinsiemi soppressivi immuni compreso le cellule T regolatorie (Tregs), MDSCs e macrofagi di M2 nel microenvironment del tumore . I criceti con tumori pancreatici trattati con TILT-123 hanno mostrato segni di miglioramento dell’efficacia antitumorale rispetto agli animali trattati con TIL therapy o TILT-123 da soli . La combinazione di adenovirus codificanti IL-2 e TNFa e la terapia anti-PD-1 ha anche favorito la sopravvivenza a lungo termine del 100% in modelli preclinici con un modello di tumore del melanoma .

Ulteriori studi con il virus hanno dimostrato l’effetto abscopale nei tumori non iniettati, mostrando la natura sistemica della risposta immunitaria generata dal trattamento locale . Inoltre, la terapia TILT-123 negli animali trattati con TIL ha dimostrato un’immunità protettiva nei confronti della ri-sfida del tumore . È importante sottolineare che questi dati dimostrano il potenziale di TILT-123 per mettere a punto e superare le sfide della terapia cellulare adottiva basata su cellule T. Il primo studio con questo adenovirus oncolitico avanzato è ora in corso (NCT04217473).