Engineerierte Viren und Gentherapie stoppen das Tumorwachstum und erweitern das Überleben bei Mäusen

In der Krebstherapieforschung nutzen Wissenschaftler Viren und Gentransfer, um eine immungetriebene Tumorzerstörung auszulösen, was Hoffnung gegen schwer zu behandeltes Melanom bietet.

Studie: Ein virusbasierter Impfstoff kombiniert mit IL12 -Gentherapie beseitigt aggressives Melanom. Bildnachweis: Shoma81/Shutterstock.com

Das Melanom gehört zu den aggressivsten und häufigsten Krebsarten. Operation, Chemotherapie und Strahlentherapie waren die Hauptstütze der Melanombehandlung, aber sie kontrollieren aggressive Tumoren, insbesondere wenn sich eine Resistenz entwickelt. Eine neue Studie, die im Journal veröffentlicht wurde Wissenschaftliche Berichte untersuchte die Wirksamkeit der kombinierten Bakteriophagen-Gen-Therapie in einem Mausmelanommodell.

Jedes Jahr gibt es weltweit mehr als 132.000 neue Melanomfälle. Untersuchungen haben einen Großteil der Biologie des Tumors aufgedeckt, was zur Entwicklung wirksamer Immuntherapien, einschließlich Gentherapie und Krebs-Impfstoffe, geführt hat.

Letztere stimuliert eine tumor-antigen-gerichtete, spezifische Immunantwort, die sowohl eine angeborene als auch die adaptive Immunität beinhaltet und Tumorzellen abzielt. Die Nanotechnologie hat das Antitumor-Impfstofffeld revolutioniert.

Zu den zuverlässigsten Wirkstoffen in diesem Bereich zählen Bakteriophagen (Phagen), die am häufigsten vorkommenden Lebensformen in vielen Umgebungen, einschließlich des menschlichen Körpers. Filamentöse M13-Bakteriophagen haben eine einfache, leicht konstante Struktur, mit der sie mehrere tumorassoziierte Antigene gleichzeitig aufweisen können, um die Immunantwort zu stimulieren.

Sie tragen auch einsträngige DNA-reiche CPG-Motive, die eine intensive Immunantwort induzieren und somit als Adjuvantien für den Krebsimpfstoff wirken, wodurch die Antitumorreaktion verbessert wird. Sie infizieren selten Säugetierzellen und können nicht in sich replizieren, was sie als medizinische Interventionen sicher macht.

„Diese Entwicklungen positionieren eine Immuntherapie auf Bakteriophagenbasis an der Spitze der Krebsbehandlungsstrategien der nächsten Generation.“

Solche Impfstoffe können mit anderen Immuntherapien kombiniert werden. Ähnliche Ansätze, die Immun-Checkpoint-Inhibitoren oder Anti-PD-1-Inhibitoren verwenden, wurden in früheren Forschungen untersucht. Beispielsweise induziert die Tumormikroumgebung eine Immunsuppression und hemmt die T -Zell -Funktion, was häufig T -Zell -Erschöpfung verursacht.

Interleukin-12 (IL-12) ist ein immunmodulatorisches Zytokin, das die Immunreaktion verbessern kann und die tumorassoziierte Immunsuppression teilweise umkehrt.

In der aktuellen Studie wurde der Bakteriophagen M13 getestet, der drei tumorassoziierte Antigene (Mage-A1, GP100 und Mart-1) auf das Wachstum und das Überleben von Mausmelanomen ausdrückt. Mehrere Antigene wurden verwendet, um die Entwicklung der Tumorresistenz zu verhindern, häufig durch Reduktion oder Eliminierung der Expression von Tumorantigenen auf der Zelloberfläche, die vom Wirt -Immunsystem abzielt.

Zweitens wurde der Impfstoff mit einer IL-12-Stimulation kombiniert. Ein IL-12-kodierender Plasmid wurde durch Elektroporationgenelektrotransfer (GET) -IL-12 in den Tumor eingeführt, um dies zu erreichen. Diese Methode wurde entwickelt, um eine anhaltende lokale Produktion von IL-12 innerhalb der Tumormikroumgebung zu erreichen und die schwerwiegenden nachteiligen Auswirkungen zu minimieren, die durch übermäßige Spiegel an rekombinanten Zytokinen verursacht werden, die durch andere Routen eingeführt werden. GET-IL-12 ist jedoch immer noch Untersuchung.

Ziel war es, den Unterschied in der Antitumoraktivität mit dem kombinierten Ansatz zu bewerten. Die Studie verwendete das hochgradig aggressive B16 F10-Melanommodell mit wenigen tumorinfiltrierenden Lymphozyten (immunologisch kalt). Dies ist ein herausfordernder Maßstab für die Immuntherapie von Krebs.

Im Vergleich zu anderen Tumormodellen wie CT26, die immunogener sind, sind B16 F10 -Tumoren tendenziell resistent gegen eine Monotherapie und reagieren weniger auf die Immunaktivierung.

Studienergebnisse

Mäusen wurden mit Melanomzellen injiziert, um das Tumorwachstum zu induzieren. Sie wurden mit Wildtyp- oder technischen Phagen als Monotherapie oder in Kombination mit GET-IL-12 behandelt.

Die konstruierten Phagen unterdrückten das Tumorwachstum und somit ein verlängertes Überleben der Maus, bis der Tumor für GET-IL-12 groß genug war. Get-IL-12 erhöhte die Überlebenszeit weiter und aktivierte die Immunantwort, wie erwartet aus der aktuellen Literatur.

Es verbesserte auch die Infiltration der Immunzellen in die Tumormikroumgebung, einschließlich Makrophagen und T -Lymphozyten.

Alle Gruppen zeigten keine Hinweise auf Schäden in Bezug auf Verhaltensänderungen oder reduziertes Körpergewicht.

In der Kontrollgruppe vermehrten sich Tumoren und erreichten innerhalb des zehntägigen Studienzeitraums ein Volumen von 10 mm³. Bei der konstruierten Phagentherapie wurde dieses Volumen in 21,3 Tagen erreicht. Wildtyp-Phagen waren weniger effektiv, da das Tumorvolumen in 14,3 Tagen 10 mm³ erreichte.

Das Experiment wurde beendet, sobald der Tumor 400 mm³ erreichte. Dies geschah in einem Median von 17 Tagen in der Kontrollgruppe gegenüber 26 Tagen mit den Wildtyp-Phagen.

Die entwickelte Phagen -Monotherapie verlängerte diesen Zeitraum auf einen Median von 40,5 Tagen und verlängerte das Überleben um 23,5 Tage.

Wenn die Get-IL-12-Monotherapie verwendet wurde (ohne Phagen), wurde auch das mittlere Überleben erhöht und bei 10% der Mäuse eine vollständige Reaktion beobachtet.

Als Wildtyp-Phagen mit Get-IL-12 kombiniert wurden, stieg das mediane Überleben auf 57 Tage. Das höchste Überleben war mit der Kombination aus konstruierter Phagen-Get-IL12 nach 96,5 Tagen.

Interessanterweise zeigten 30% der Mäuse ein vollständiges Verschwinden von Krebs. Der Bereich des Primärtumors wurde sowohl Haut als auch Haare mit dem Auftreten von Vitiligo abgeleitet.

Im Gegensatz dazu führte die Phagen -Monotherapie in keiner Gruppe eine vollständige Auflösung, wahrscheinlich weil der Tumor in diesem Fall so aggressiv war.

Bei der technischen Phagenmonotherapie wurde der Tumor durch Immunzellen wie Makrophagen, CD8 und CD4 -Tumorzellen im Vergleich zu dem in der Kontrollgruppe beobachteten minimalen Infiltrat infiltriert. Die Phagentherapie führte zu weit verbreiteten Bereichen der Tumornekrose, zu Tumorantigenen und der Förderung der Darstellung von Tumorantigen in Wirtsmunzellen.

Eine kombinierte Behandlung induzierte eine viel größere Antitumoraktivität als die Monotherapie. Die intensive lymphozytische Infiltration schrumpfte die Tumoren zu kleinen Volumina. Bei Autopsie wurden nur sehr kleine Tumoren zurückgelassen; Der größte Teil des Tumors wurde durch lymphozytisches Infiltrat ersetzt.

Die Autoren stellten fest, dass Phagen Immunantworten durch mehrere Mechanismen aktivieren, einschließlich der Toll-ähnlichen Rezeptorsignalübertragung über ihre einsträngige DNA, die Aufnahme durch Antigen-präsentierende Zellen und einen Beitrag sowohl zur angeborenen als auch zur adaptiven Immunität.

Sie stellten auch fest, dass Phagen die Kreuzung von Tumorantigenen durch dendritische Zellen die CD8+ T-Zell-Aktivierung weiter verbessern.

Eine Einschränkung der Phagen-IL-12-Therapie ist das Versäumnis, eine langfristige Immunität zu induzieren. Um auszugleichen, können Booster erforderlich sein, oder andere Immuntherapien wie Checkpoint -Inhibitoren können hinzugefügt werden.

Dies entspricht der breiteren Literatur zu kalten Tumoren, wo die Immuntherapie häufig nicht die Gedächtnisreaktionen aufrechterhalten.

Schlussfolgerungen

Dieses In-vivo-Experiment zeigt die Sicherheit und Wirksamkeit eines kombinierten m13-Phagen-Get-IL-12-Krebs-Impfstoffs.

Es erzeugte eine wirksame Antitumor-Immunantwort, wodurch der Tumor in fast einem Drittel der Fälle eliminierte und den Tumor im Rest drastisch schrumpfte, indem die immunzellvermittelte Tumorzerstörung fördert.

Wildtyp-Phagen waren weniger effektiv als konstruierte Phagen, unabhängig davon, ob sie allein oder mit IL-12 verwendet wurden. Die Kombination von GET-IL-12 mit konstruierten Phagen, die verschiedene Tumorpeptide auf ihren Kapsiden exprimieren, erhöhte die Überlebenszeit erheblich im Vergleich zu Kontrollen oder der Monotherapie von Wildtypen.

Diese Kombination verstärkte die Tumorinfiltration durch Immunzellen, hauptsächlich T -Lymphozyten und zeigte synergistische Wirkungen mit der Phagentherapie.

Die Autoren betonten die Notwendigkeit einer sorgfältigen Regulierung, der Standardisierung der Phagenproduktion und der Aufsicht von Biossicherheit, bevor sie zu menschlichen Versuchen voranschreiten. Die Übersetzung von phagenbasierten Krebsimpfstoffen in den klinischen Einsatz erfordert weitere Studien, um die Sicherheit, eine optimale Dosierung und die Wirksamkeit sowie die Bewältigung der regulatorischen Herausforderungen zu bestätigen.

In der Zwischenzeit sind weitere Studien erforderlich, um die Sicherheit und Wirksamkeit der Monotherapie oder der kombinierten Therapien sowie der optimalen Behandlungsstrategien zu bestätigen.

Bemerkenswerterweise bleibt diese Forschung präklinisch und untersucht, und obwohl sie vielversprechend sind, müssen die Ergebnisse von Mäusen eine erhebliche Validierung erfordern, bevor sie auf den Menschen angewendet werden.

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Quellen: