struktur, funktion och immunogen celldöd: adenovirus som ett exempel

Adenovirusbiologi har undersökts i detalj och det är väl förstått. Adenovirus kan användas som ett exempelvirus när man beskriver onkolytiska virus som helhet. Även om det naturligtvis finns många skillnader med olika virus, liknar många faktorer i viss utsträckning, men inte alla virus är naturligt onkolytiska.

hittills beskrivs 57 distinkta adenovirusserotyper och klassificeras i 7 undergrupper: A till G . Medan adenovirus utlöser infektioner av vanlig influensa, representerar dessa en av de mest mångsidiga plattformarna för cancerterapi. I synnerhet är serotyp 5 (Grupp C) den vanligaste ryggraden för onkolytisk virusdesign . Dess struktur omfattar en icosahedral formad kapsid (består huvudsakligen av hexon -, penton-och fiberproteiner) som omger ett icke-inneslutet dubbelsträngat DNA . Adenovirus har förmågan att infektera celler oberoende av deras delningsstatus.

infektion av tumörceller initieras med bindningen av virusfiberknoppen till receptorer belägna på ytan av tumörceller. Denna interaktion medieras av olika receptorer beroende på virusets serotyp. Till exempel binder serotyp 5 – adenovirus företrädesvis till coxsackie-och adenovirusreceptorn CXADR , medan serotyp 3-adenovirus binder desmoglein-2, CD46 eller CD80/86 . Några av dessa receptorer finns ofta på cancerceller, medan tyvärr vissa, såsom CXADR, är nedreglerade i många avancerade tumörer . En andra interaktion mellan virusets pentonproteiner och tumörcellintegriner uppstår, vilket resulterar i virusinternalisering . Adenovirus kan också använda flera andra receptorer som visas i Tabell 2. En flerstegsprocess tar virus-DNA in i kärnan, där transkription av tidiga virala proteiner (E1–E4) startar. Efter uttryck av sena proteiner framträder tusentals nya virala avkommor, som stör cellmembranet efter några dagar och de nybildade virusen infekterar nya celler tills immunsystemet så småningom stoppar denna process .

även om det inte upptäcktes förrän behandlingen av patienter, är sådan celllys en mycket immunogen process . Denna faktor är av avgörande betydelse med tanke på att de flesta cancerformer verkar kunna gömma sig från vårt immunsystem. Immunogen celldöd avslöjar flera tumörassocierade antigener för presentation till immunsystemet via aktiverade mogna dendritiska celler. Ett stort antal virusgenom aktiverar immunologisk farosignalering genom skadaassocierat molekylärt mönster (fuktig) och patogenassocierat molekylärt mönster (pamp) receptorer. Dessa processer bildar ett recept som retargets det adaptiva immunsystemet, inklusive cytotoxiska CD8+ T-celler och hjälpar CD4+ T-celler, mot tumören och därmed lyfter lokal immunsuppression . Observera att anti-adenoviral t-cellimmunitet är polyfunktionell rendering ökad kvalitet till det övergripande pågående antitumörsvaret . Samtidigt förmedlar adenovirusinfektion också aktivering av naturliga mördarceller som ytterligare bidrar till antitumörimmunsvaret . Genereringen av antivirala antikroppar stimulerar lika svaret genom att utlösa antikroppsberoende cytotoxicitet (Fig. 1).

moderna onkolytiska virus

idag är adenovirus, herpesvirus, mässlingvirus, Coxsackie-virus, poliovirus, reovirus, poxvirus och Newcastlesjukevirus bland andra några av de onkolytiska virusen under preklinisk och klinisk utveckling för cancerterapi . Tumörpreferensreplikation kan vara” naturlig ” med tanke på de defekta virala avkänningsmekanismerna hos de flesta cancerceller . Några av cancercellerna har också ökat uttryck av virala inträdesreceptorer, och vissa virus verkar inte behöva specifika receptorer för inträde . Onormal funktion av intracellulära signalvägar såsom interferon kan utnyttjas av vissa virus . Liksom många andra virus är adenovirus naturligt benägna att replikera aggressivt i tumörceller och deras vildtypsversioner kan i teorin användas i cancerbehandlingar, som gjordes i historiska serier . Men bättre patientresultat förväntas genom rationell design av virus som gör dem tumörselektiva (”onkolytiska”). Under de senaste åren har adenovirus i stor utsträckning förändrats för att slå samman hög antitumörstyrka med minimal toxicitet .

befintliga molekylärbiologiska tekniker tillåter oss att (A) välja inträdesreceptorer som är starkt uttryckta på tumörer, (b) förfina säkerheten genom att begränsa replikation till cancerceller och (c) infoga specifika terapeutiska transgener för ökad effekt. Dessa tillvägagångssätt diskuteras nedan och sammanfattas i tabell 3.

förbättrad tumör tropism

effektiv inträde av onkolytiska virus i tumörceller är en förutsättning för efterföljande onkolys. Omvänt kan lågt receptoruttryck vara en begränsande faktor. För att undvika conundrum av lågt uttryck av cxadr på tumörceller kan serotyp 5 adenovirus modifieras för att innehålla arginylglycylaspartic acid (RGD) peptider i sina fiberknoppar. Sådan modifiering har visat sig vara användbar för att öka effekten och minska toxiciteten hos adenovirus . Klinisk implementering av sådana modifierade onkolytiska adenovirus, såsom DNX-2401 (ett serotyp 5-adenovirus med en RGD-modifiering), har visat lovande resultat i en klinisk fas I-studie där 20% av gliompatienterna visade varaktiga svar .på samma sätt har ersättning av serotyp 5-fiberknoppen med en som tillhör serotyp 3 gett betydande förbättringar i antitumöreffektivitet, samtidigt som den tilltalande systemiska kinetiken och säkerheten hos den allestädes närvarande serotypen 5 bibehålls . Kapsidmodifiering (t .ex. 5/3 chimerism) möjliggör partiell övervinning av redan existerande neutraliserande antikroppar mot Ad5. Observera att antikroppsfrågan är komplex, och i själva verket har neutraliserande antikroppstitrar vid baslinjen inte förhindrat antitumöreffektivitet hos människor . De stora mängder virus som produceras av tumörer i blodomloppet kan helt enkelt övervinna neutraliserande antikroppar som kan produceras i blod. Vid adenovirusinfektioner av vildtyp kommer endast små mängder adenovirus in i blodet. Neutraliserande antikroppar är utformade för att blockera sådant virus, inte det stora antalet som produceras av tumörer infekterade med onkolytiskt virus. I epidemiologisk analys påverkade emellertid brist på antikroppar vid baslinjen överlevnaden statistiskt signifikant , men inte på ett kliniskt meningsfullt sätt, eftersom svar och lång överlevnad kunde ses oavsett antikroppstitrar vid baslinjen. Intressant kan sekventiella intravenösa behandlingar genom att ändra viruset eller serotypen göra skillnad .

som uttryck för Ad5-receptorn cxadr verkar begränsande för effekt i samband med avancerade tumörer, helt serotyp 3-baserade onkolytiska adenovirus har konstruerats . Detta virus kommer in genom icke-CXADR-medierade mekanismer inklusive desmoglein 2, vilket uttrycks starkt i avancerade solida tumörer . God säkerhet och tecken på effekt sågs hos patienter som behandlades med ett fullständigt serotyp 3-adenovirus . Vidare användes en direkt utvecklingsmetod för att generera ett AD3 / Ad11p-chimärt virus som har använts i flera försök under namnet ColoAd1 .

säkerhet, begränsa replikering till cancerceller

för att uppnå effektiv spridning av ingångsvirus och för att minimera virusrelaterade biverkningar har adenovirus modifierats för att uppnå ökad tumörselektivitet. De strategier som används inkluderar transkriptionskontroll av adenovirus tidiga proteiner såsom E1A eller E1B.en E1A-gen 24-baspar-radering producerar ett muterat E1A-protein som inte kan binda till retinoblastomproteinet, vilket förhindrar friska celler från att komma in i syntesfasen (”S”). Detta blockerar adenovirus DNA-replikation i vilande normala vävnader . Däremot förblir den replikativa potentialen intakt i tumörceller eftersom allestädes närvarande defekter i P16 / Rb-vägen säkerställer att cancerceller permanent stannar i syntesfasen .det faktum att tumörceller innehåller flera aktiva onkogener ledde till insikten att deras resulterande proteiner kunde utnyttjas för att kontrollera transkription av adenovirus-DNA. Till exempel är telomerasaktivitet en känd egenskap hos cancerceller, medan aktiviteten i friska celler är minimal . Därför har adenovirusreplikation framgångsrikt placerats under kontroll av en human telomeras omvänd transkriptas (hTERT) promotor som visar antitumöreffektivitet i avancerade cancerformer . På liknande sätt har p53 , karcinoembryoniskt antigen (CEA) och prostataspecifikt antigen (PSA) använts för att kontrollera uttryck av tidiga adenovirusproteiner. På grund av RB/p16-vägdefekter har cancerceller höga nivåer av intracellulär fri E2F, som kan användas för tumörspecificitet när E2F-promotorn sätts in för att kontrollera viral replikation .

transgener, förbättrad effektivitet

virusens natur tillåter dem att kapa värdcellen för att producera virusproteiner. Detta möjliggör terapeutisk exploatering med införandet av terapeutiska transgener i adenovirusgenomet. Före erkännandet av onkolytiska adenovirus som immunterapi var en av de vanligaste modifieringarna införandet av cytosindeaminas och herpes simplex-härledd tymidinkinas . Den kombinerade administreringen av onkolytiska adenovirus med ganciklovir och / eller 5-fluorocytosin (5-FC) proläkemedel orsakade tumörcelldöd på grund av deras omvandling till cytotoxiska föreningar genom transducerade tumörceller .

På senare tid ledde det ökade erkännandet av immunsystemet som en viktig komponent i effekten av onkolytiska virus forskare att uppfatta onkolytiska adenovirus som potenta fordon för immunfaktorer. Att lägga till en granulocytmakrofagkolonistimulerande faktor (GMCSF) cytokintransen i det adenovirala genomet är en vanligt använd modifiering. I detta tillvägagångssätt åtföljs virusreplikation av gmcsf-produktion, vilket resulterar i rekrytering och mognad av dendritiska celler (DCs) och efterföljande priming av T-celler med tumörassocierade antigener som frigörs genom onkolys . CGTG-102 (tidigare Ad5/3-D24-GMCSF, för närvarande ONCOS-102), är ett onkolytiskt adenovirus som uttrycker GMCSF. Patientdata bekräftar detta begrepp, med rapporterade ökningar i perifera nivåer av T-celler mot tumörassocierade antigener . Dessa fynd tyder på dendritisk cell priming hos människor som förutsagts av den etablerade verkningsmekanismen för GMCSF . Den ökade CD8 + T-cellinfiltrationen som finns i tumörbiopsier efter behandling av avancerade cancerpatienter med ONCOS-102 understryker den immunologiska styrkan i detta tillvägagångssätt . De pleiotropa effekterna av GMCSF kan dock äventyra antitumörimmunitet eftersom cytokinet oavsiktligt kan stimulera myeloid-härledda suppressorceller (MDSCs) och tumörassocierade makrofager (TAMs), båda kända för att hämma T-cell och naturlig mördarcell (nk) aktivitet . Nya mänskliga data tyder dock på att gmcsf-producerande virus kan vara säkra och effektiva .

utöver GMCSF möjliggjorde kombinerat uttryck av IL-12 och decorin i ett onkolytiskt adenovirus återhämtning av antitumörimmunitet i en dåligt immunogen Murin bröstcancermodell via cytotoxisk t-cellinfiltration och transformerande tillväxtfaktor beta (TGFb) reduktion . Coexpression av CD40L och 4-1bbl av ett onkolytiskt adenovirus har också visat lovande resultat på grund av dess förmåga att främja förstörelsen av bukspottskörteltumörer genom repolarisering av tumörmikromiljön. Sådan polarisering möjliggjorde frisättning av T-cellattraktiva medel och immunstimulerande cytokiner, vilket möjliggjorde potenta antitumör-T-cellsvar . Produktion av OX40L medierad av ett onkolytiskt adenovirus (d24-RGDOX) främjade ökad tumörkontroll via mycket funktionella effektor-T-celler och epitopspridning .

antikroppar kan också införas som transgener för att förbättra effekten av onkolytisk viroterapi. Till exempel har anti-CTLA4, en kontrollpunktshämmare, framgångsrikt införts i en onkolytisk adenovirusplattform. Dess användning i murina modeller och ex vivo kulturer av cancerpatient perifert blod mononukleära celler (Pbmc) resulterade i ökad antitumöraktivitet av T-celler . På senare tid har dubbla riktade antikroppar riktade mot T-celler och cancerspecifika cellytantigener såsom epidermal tillväxtfaktorreceptor (EGFR) , FR-a , familjär adenomatös polypos (FAP) och CD44v6 visat lovande prekliniska resultat .

dessutom har även andra tillvägagångssätt studerats. Dessa inkluderar beväpning med fusogena molekyler, antikroppar, T-cell engagerar och jonkanaler som kan koncentrera radiojod. I dessa fall är transgenerna inte nödvändigtvis immunologiskt aktiva, och den onkolytiska plattformen resulterar i immunostimulering. Det är viktigt att notera att kliniska data tyder på att oncolytic adenovirus single-agent effekt ofta har varit något begränsad. Flera barriärer som påverkar onkolytiska adenovirusterapier har föreslagits. Dessa inkluderar antivirala interferoner, som kan produceras av tumörstroma även om cancercellerna själva saknar sådan förmåga . Andra orsaker är stromala barriärer, hypoxi, hyperbariska, nekrotiska och sura områden . Några av dessa hinder har emellertid tagits upp i omdesignade adenovirus som villkorligt replikerar som svar på hypoxiska faktorer eller sura tumörmikromiljöer .

alternativt har onkolytiska adenovirus beväpnats med hyaluronidas , ett enzym som bryter ned hyaluronsyra som hindrar virusspridning. I synnerhet möjliggjorde behandling av ett antal prekliniska in vivo-tumörmodeller ökad antitumöreffektivitet. Neutraliserande antikroppar förblir ett problem för onkolytiska immunterapier. Användningen av bispecifika adaptrar för att retargetera antivirala neutraliserande antikroppar kan dock erbjuda ett attraktivt tillvägagångssätt för att öka effektiviteten av onkolytisk adenovirusterapi . Beläggningen av onkolytiska adenovirus med tumörderivat har rapporterats möjliggöra framgångsrik leverans av partiklar i tumören med potenta antitumörsvar .

Advanced Therapy Access Program (ATAP)

mellan 2007 och 2012 behandlades 290 avancerade cancerpatienter med 10 olika onkolytiska virus (Tabell 4) Totalt 821 behandlingar. En långsiktig uppföljning av dessa patienter har publicerats . Behandlingar gavs i samband med ett individualiserat behandlingsprogram enligt EU: s avancerade Terapidirektiv . Medan många objektiva svar sågs, kan inga definitiva slutsatser om total överlevnadsförmån dras eftersom ingen tillförlitlig kontrollgrupp var tillgänglig. Vissa fallkontrollanalyser som utfördes tyder dock på överlevnadsförmån .

med hänsyn till begränsningarna av icke-randomiserade data framkom några intressanta resultat . En av de viktigaste observationerna var att alla administrerade virus verkade ganska säkra hos patienter med avancerad cancer. God tolerabilitet sågs över olika serotypvirus, inklusive olika kapsidmodifieringar och olika immunologiska beväpningsanordningar (dvs. GMCSF eller CD40L). Samtidig lågdos cyklofosfamid och temozolomid tolererades också väl . Den förra användes för att minska regulatoriska T-celler. Den senare syftade till ökad induktion av autofagi i infekterade cancerceller, eftersom detta verkar vara en viktig medlare av onkolytisk celldöd. Dessutom kan virusreplikation ökas genom samtidig kalciumkanalblockering . Inga behandlingsrelaterade patientdödsfall observerades . Typiska influensaliknande symtom, såsom feber och trötthet, observerades hos de flesta patienter några dagar efter behandlingen. Dessa fynd bekräftades i flera efterföljande kliniska prövningar . Influensaliknande symtom och feber kan effektivt minskas med acetaminophen (paracetamol).

systemisk leverans av onkolytiskt virus

biodistributionsstudier gjorda med adenovirus hos gnagare är opålitliga eftersom de flesta djur saknar inträdesreceptorer eller deras organfördelning skiljer sig från människor. Från ATAP-patienter har vi kunnat samla in viktig information om virusbiodistribution hos människor . Många människor har neutraliserande antikroppar mot olika adenovirus serotyper, men ofta vid låg baslinjetiter . Men eftersom hundratals miljarder virus ges i en typisk behandling kan redan existerande antikroppar inte helt blockera intravenös leverans. Vid efterföljande intravenösa behandlingar med samma serotyp är situationen mer oklar, vilket är en av anledningarna till att intratumoral leverans ofta används med onkolytiska virus. Observera att det har föreslagits att antiviral immunitet hjälper till att generera antitumörimmunitet .

det har fastställts hos människor att adenovirus kan resa genom blod till metastaser trots neutraliserande antikroppar . För vissa virus verkar mekanismen relatera till bindning till blodceller . Intressant nog hittades adenovirus i blod (qPCR-data) oftast från blodproppar, medan vissa patienter hade betydande mängd virus i serumfacket . Även cancerpatientens antikroppssvar varierade . Behandlingssvar eller lång överlevnad ses oavsett neutraliserande antikroppstitrar, även om det bör noteras att de flesta patienter behandlades intratumoralt .

intressant nog behandlade vi sju patienter med serotyp 3-adenovirus med endast intravenös administrering. Tecken som tyder på virusreplikation sågs, inklusive långvariga och / eller stigande virustitrar i blodet. Detta sågs också hos patienter som hade redan existerande antikroppar mot viruset. 5 av de 6 utvärderbara patienterna visade också tecken på möjlig nytta. Dessa data indikerar att virus kan komma in i tumörer också via intravenös väg . Detta bekräftades senare i en obduktionsstudie där icke-injicerade tumörer visade sig ha onkolytiskt adenovirus .

virus som redan har fått myndighetsgodkännande för behandling av cancer

ur klinisk synvinkel är användningen av virus för cancerbehandling i modern tid i sin linda. Ursprungligen användes vildtypsvirus, men detta tillvägagångssätt kan leda till biverkningar orsakade av virusreplikation i normala vävnader. Ändå var Rigvir (ett ECHO – 7-virus), ett onkolytiskt picornavirus med viss medfödd tumörselektivitet, den första godkända onkolytiska viroterapiprodukten för cancer godkänd 2004 i Lettland och senare i några andra länder. Det andra onkolytiska viruset var rationellt utformat för tumörselektivitet. Namnet H101 (Oncorine) har detta adenovirus använts i Kina sedan 2005 för behandling av fasta tumörer . Observera att båda dessa virus saknar armeringsenheter.

bekräftelsen att återanvända immunsystemet för att utöva antitumörfunktioner kan ge ett lovande tillvägagångssätt för att behandla cancer gjorde det möjligt för forskare att använda immunologiska förmågor hos onkolytiska virus . Till exempel har tillsatsen av immunologiska transgener såsom GMCSF varit ett populärt tillvägagångssätt. Talimogene laherparepvec (även känd som T-vec, Imlygic bisexual) är en herpes simplex-1-viruskodning för GMCSF och var ett av de första onkolytiska virusen som var utformade för att ge en immunologisk boost. Dess kliniska tillämpning ledde så småningom till en randomiserad klinisk fas III-studie (OPTiM). I detta studiestadium IIIB/C och IV metastatisk, icke-resekterbara melanompatienter som fick intratumoral T-vec hade en 19,3% varaktig svarsfrekvens, varav mer än 80% var fullständiga svar . Det faktum att subkutan administrering av GM-CSF gav sämre effekt (1, 4% varaktig svarsfrekvens, 0, 7% fullständigt svar) ledde till godkännande av Food and Drug Administration (FDA) 2015, följt av Europeiska läkemedelsmyndigheten (EMA) .

detta landmärkegodkännande i västländer uppmuntrade optimism i det medicinska samfundet att fortsätta utveckla och förbättra onkolytiska virus för cancerterapi, inklusive adenovirus. Senare, i en liknande patientpopulation, kombinerades pembrolizumab med viruset vilket ledde till svar hos 62% av patienterna, varav 33% var fullständiga. Som förväntat observerades en hög närvaro av cytotoxisk t-cellinfiltration i tumörerna efter behandling . En ny klinisk fas II-studie på avancerade melanompatienter visade att T-vec ökade svarsfrekvensen för ipilimumab jämfört med ipilimumab enbart (38% respektive 18%). Notera , och i motsats till kombinationer av checkpoint-hämmare, biverkningar var inte förvärras. Detta tyder på att onkolytiska virus kan kombineras med kontrollpunktsinhibering utan problematisk minskning av säkerheten.

Oncolytic adenovirus trials

Vid skrivandet av denna recension (Mars 2020) gjorde vi en sökning på clinicaltrials.org, vilket resulterar i 101 provresultat. Genom att begränsa sökningen till” onkolytiska adenovirus ” fas I–II-studier kom vi fram till 41 resultat; av dessa slutfördes 10 och 15 rekryterades. Sexton olika onkolytiska virus användes i dessa avslutade eller rekryterande försök. Inga aktiva kliniska fas III-studier hittades. Intressant nog har 6 av de 16 virusen publicerats nyligen under 2019-2020, vilket indikerar växande intresse och tillgänglig finansiering för onkolytiska adenovirusstudier (Tabell 5).

användning av onkolytiska virus vid hematologiska maligniteter

observationer av hematologiska cancerregressioner efter virusinfektion sågs i början av förra seklet . Observera att responsutvärdering var möjlig för hematologiska maligniteter, genom mikroskopi och cellräkning, medan detta inte var sant för de flesta fasta tumörer vid den tiden. Detta kan ha orsakat överrepresentation av hematologisk cancer i tidig litteratur på grund av observationsförskjutning. Det kan emellertid inte förnekas att många rapporter föreslog regression av hematologiska tumörer efter virusinfektioner. Som sådan finns det starka skäl att tro att onkolytiska virus kan användas även vid hematologiska maligniteter. Men inte alla virus är lämpliga för behandling av blodcellstumörer. Till exempel verkar adenovirus inte kunna lysera vita blodkroppar .

enligt de senaste publikationerna finns växande intresse för onkolytiska virus också inom det hematologiska området, eftersom flera virus studeras i prekliniska inställningar . Men bara några försök har publicerats . En sökning från clinicaltrials.gov avslöjade inga resultat för försök på” hematologisk neoplasma ”och” onkolytiska virus ” (Mars 2020). En sökning efter” multipelt myelom ”och” onkolytiska virus ” hittade dock två studier.

Sammanfattningsvis har det hittills varit få försök med onkolytiska virus i hematologiska cancerformer. Några anmärkningsvärda ansträngningar inkluderar tidiga fasstudier med reovirus , mässling och vesikulärt stomatitvirus (VSV) i multipelt myelom . Den för närvarande rekryterande VSV-studien (NCT03017820) inkluderar också patienter med recidiverande akut myeloid leukemi och T-celllymfom. Inga hematologiska studier med onkolytiskt adenovirus hittades.

begränsningar och nyare strategier för att förbättra effekten av onkolytiska virus

armering med immunstimulerande cytokiner har varit en populär metod för att generera immunologisk synergi med effekterna av onkolys. Klinisk nytta av detta tillvägagångssätt sågs i fas III OPTiM-studien där 1 av 6 patienter uppnådde fullständiga svar med det onkolytiska viruset talimogen laherparepvec. Mediandurationen för dessa fullständiga svar i virusgruppen uppnåddes inte och 8 av 9 patienter överlevde under 5 år .

att kombinera onkolytiska virus med t-cellaktiverande kontrollpunkthämning kan förbättra antitumöreffekten av onkolytisk adenovirusterapi. Speciellt tumörer med låg mängd immunologiska celler—”kalla tumörer” – kan effektivt immunaktiveras av onkolytiska adenovirus. Detta gör tumörer” heta ” och främjar effekterna av kontrollpunktshämmare . Klinisk proof-of-concept för effekten av att kombinera onkolytiska virus med checkpoint-hämmare har presenterats . I en randomiserad fas II-studie (n = 198) kombinerades en kontrollpunktshämmare (ipilimumab) med det onkolytiska viruset talimogen laherparepvec, som visade objektiva svar hos 39% av patienterna, jämfört med 18% i kontrollpunktshämmaren .

förutom melanom föreslår nya publikationer klinisk aktivitet även i andra cancerformer som metastatisk sarkom där samma kombination resulterade i en 30% objektiv svarsfrekvens i en enarmad studie . Dessutom har säkerhetsprofilen för dessa behandlingar varit god och onkolytiska virus verkar inte öka frekvensen av allvarliga biverkningar.

även om dessa kombinationer verkar ge ökad potens och långsiktiga fördelar för vissa patienter, inte alla fördelar, och det finns helt klart en roll för ytterligare förbättringar. Kombinera kemoterapi eller strålbehandling på ett rationellt sätt för att förbättra behandlingsfördelarna, och även dessa konventionella terapier verkar ha en immunologisk komponent . Men tydliga kliniska bevis till stöd för detta tillvägagångssätt är för närvarande begränsade.

att kombinera andra terapier som adoptivcellterapi eller riktade terapier kan också leda till bättre behandlingar. Men vi saknar fortfarande mycket information om immuneffekterna i enskilda tumörer. Denna brist på kunskap gör det svårt att förstå vilka patienter som skulle gynna de flesta av vilken typ av behandlingskombinationer. Detta kan vara den största utmaningen på fältet just nu. Klassisk testdesign är inte väl lämpad för att förstå mekanismer på en individuell tumör-och patientnivå.

TILT-123 studier

en idealisk cancerbehandling bör vara så bra att de flesta patienter tydligt skulle dra nytta medan biverkningar bör vara tolerabla. Vårt eget bidrag till denna strävan är ett nytt onkolytiskt adenovirus, utformat speciellt med T-celler i åtanke. Ad5 / 3-E2F-D24-hTNFa-ires-hIL2 (TILT-123) är baserad på den väl förstådda och säkra adenovirus serotyp 5, men dess fiberknopp har ändrats till en serotyp 3-knopp för förbättrad penetrering mot tumörceller . Replikationen av viruset är strikt begränsad till cancerceller genom dubbel kontroll (E2F-promotor och D24-radering) och virusets styrka optimeras av två transgener, som valdes på ett datadrivet sätt . Chimära 5/3 adenovirus representerar också den bästa nativa t-cellstimulatorn, bland kliniskt relevanta onkolytiska adenovirus .

kombinationen som framkom som den bästa metoden för rekrytering och aktivering av T-celler var interleukin-2 (IL-2) och tumörnekrosfaktor alfa (TNFa) . IL – 2 krävs för t-celltillväxt och överlevnad och TNFa är en potent inducerare av T-cellhandel och tumörapoptos . I prekliniska modeller ökade administrering av cytokinkodande adenovirus antitumöreffekten av tre former av adoptiv T-cellterapi: t-cellreceptor (TCR)-konstruerade T-celler, CAR T-cellterapi och tumörinfiltrerande Lymfocyt (TIL) terapi .

detta resultat berodde på följande: (1) förbättrad infiltration av överförda celler inducerade av TNFa, (2) förbättrad aktivitet av cytotoxiska T-celler inducerade av IL-2 och (3) total minskning av immunsuppressiva delmängder inklusive regulatoriska T-celler (Tregs), mdscs och M2 makrofager i tumörmikromiljön . Hamstrar som bär bukspottkörteltumörer behandlade med TILT-123 visade tecken på förbättrad antitumöreffektivitet jämfört med djur som fick TIL-terapi eller TILT-123 ensam . Kombination av IL-2-och TNFa-kodande adenovirus och anti-PD-1-Terapi främjade också långvarig 100% överlevnad i prekliniska modeller med en melanomtumörmodell .

ytterligare studier med viruset visade abscopal effekt i icke-injicerade tumörer, vilket visar den systemiska naturen hos immunsvaret som genereras av lokal behandling . Dessutom visade TILT-123-terapi hos TIL-behandlade djur skyddande immunitet mot tumöråterutmaning . Viktigt är att dessa data visar potentialen hos TILT-123 för att finjustera och övervinna utmaningar för t-cellbaserad adoptivcellterapi. Den första studien med detta avancerade onkolytiska adenovirus pågår nu (NCT04217473).