Изменение онколитических аденовирусов в рак поджелудочной железы

        

Насколько распространен рак поджелудочной железы во всем мире? Почему вы думаете, что необходимо разработать новые методы лечения?

Рак, над которым мы работаем, называется панкреатической протоковой аденокарциномой (PDAC), очень агрессивным раком поджелудочной железы.

H & E Окрашивание образца аденокарциномы поджелудочной железы. Кредит: Дэвид Литман / Shutterstock.com

К счастью, это не очень распространенный рак, но есть сотни тысяч случаев в год в США и США, но он не так распространен, как рак предстательной железы, легких и молочной железы. К сожалению, он имеет самую высокую смертность от всех видов рака, при этом пятилетняя выживаемость составляет менее 5%, и это не изменилось за последние 40 лет.

Одной из причин этого является то, что рак поджелудочной железы часто обнаруживается поздно. Это связано с отсутствием характерных симптомов, которые легко упускают из общей практики. К ним относятся рассеянные боли в желудке и рассеянные боли в спине, которые могут иметь много других причин. К тому времени, как пациент отправляется в больницу для проведения МРТ или компьютерной томографии, рак обычно метастазирует в другие области тела.

Нынешним стандартом лечения является химиотерапия. К сожалению, у большинства пациентов в течение нескольких месяцев будет развиваться устойчивость к лечению. В среднем, пациенты, которым поставили диагноз поздно, выживают шесть месяцев или год, если им повезет. Даже когда пациенту давали комбинацию химиотерапии и целенаправленной терапии, лучший результат – увеличение продолжительности жизни на один месяц.

С другой стороны, если рак обнаружен рано, до того, как симптомы будут развиты, можно провести операцию с большими шансами на успех. Эти пациенты часто живут до 10 лет дольше. Но в конечном итоге рак, вероятно, распространится и разрабуется несколькими микрометастазами.

Вот почему очень важно разрабатывать новые методы лечения с различными механизмами, которые преодолевают устойчивость к химиотерапии. Вирусы могут представлять собой одну альтернативу, поскольку они могут специфически нацеливаться на раковые клетки и совершенно уникальным образом, чем текущие химиотерапевтические препараты и целенаправленные терапии.

Что такое онколитические аденовирусы? Как используются онколитические аденовирусы при исследовании рака?

В течение последних 15 лет онкологические вирусы стали очень актуальной темой в исследованиях. Существует много вирусов, один из которых, аденовирус, может быть специально нацелен на раковые клетки. Аденовирус – это небольшой вирус на основе ДНК, который вызывает симптомы гриппа. Большинство из нас были инфицированы каким-то аденовирусом в течение нашей жизни; симптомы обычно длится от трех до пяти дней и включают головную боль, лихорадку, боль в животе и симптомы холода.

Преимуществами аденовирусов являются их небольшой размер генома и что все функции известны, что упрощает их модификацию. Нам и многим другим исследователям в мире удалось генетически разработать вирус, чтобы он мог реплицироваться и распространяться в раковых клетках. Процесс относительно прост; вы можете удалить некоторые гены вируса, предотвращающие его распространение в нормальных клетках, что в противном случае могло бы привести к его амплификации и уничтожению здоровых клеток.

Аденовирус – очень хороший вирус для использования, потому что он нацелен на все эпителиальные клетки, то есть он может нацеливаться на большинство аденокарцином, включая рак поджелудочной железы, рак предстательной железы, рак молочной железы, и даже был оценен клинически у пациентов с глиомой.

На сегодняшний день более 5000 человек были введены различными формами аденовируса без серьезных побочных эффектов, поэтому безопасность очень хорошо документирована. Один из первых онколитических аденовирусов был одобрен китайским FDA в 2005 году для лечения рака печени, головы и шеи. Хотя в настоящее время аденовирус не одобрен для терапии в западном мире, существует много фаз I, II и даже III фазы клинических испытаний с различными типами аденовирусов.

Что такое альфа v бета 6 (αvβ6)? Как альфа v бета 6 (αvβ6), связанная с раковыми клетками поджелудочной железы?

Alpha-V / beta-6 является интегрином. Интегрины – относительно большие белки, обнаруженные в клеточной мембране, которые используются для прикрепления клеток. Существует много подтипов интегринов; у всех нас есть альфа-V / beta-3, альфа-V / beta-5, альфа-V / beta-1 и многие другие интегрины в наших эпителиальных клетках.

Однако альфа-V / beta-6 экспрессируется только в раке, поэтому нормальные клетки не имеют этого интегрина. Модифицируя вирус, чтобы нацелить этот интегрин, мы можем специфически заразить раковые клетки. Это особенно полезно для рака поджелудочной железы, где многие из клеток экспрессируют очень высокие уровни альфа-V / бета-6. Альфа-V / бета-6 интегрин присутствует во время развития и заживления ран, но не у здоровых взрослых.

Аденовирус использует несколько интегринов для входа в клетку, поэтому, изменяя нашу цель на альфа-V / beta-6, вирус будет заражать раковые клетки поджелудочной железы.

Прошу изложить ваше недавнее исследование с участием онколитических аденовирусов и раковых клеток поджелудочной железы.

Много лет назад у нас был студент, который разработал аденовирус, который не был специфичным к раку, но модифицирован для экспрессии лигандов интегрина альфа-V / beta-6 для нацеливания на этот интегрин. Важно отметить, что она показала, что этот вирус не связывается с эритроцитами или другими кровяными факторами и вряд ли будет устранен печенью; основной недостаток в разработке инъекционных вирусных методов лечения для удаления метастатических сайтов у пациентов.

. Основываясь на этих выводах, мы разработали еще один аденовирус, который будет воспроизводиться только в раковых клетках с использованием технологии рекомбинации в сотрудничестве с нашим сотрудником д-ром Аланом Паркером в Университете Кардиффа. Мы объединили геном вируса, который был реплицирован в раковых клетках вирусом альфа-V / beta-6.

Это привело к вирусу, который специально нацеливает и инфицирует раковые клетки поджелудочной железы. Это в основном двойной механизм безопасности; он не может реплицироваться и не инфицировать нормальные клетки.

Команда Алана построила этот вирус через несколько месяцев, и мы его усилили и производили в больших количествах. Затем мы провели экспериментальные исследования с вирусом в 15 различных линиях поджелудочной железы и обнаружили, что вирус был высокоэффективным. Он заразил и убил все клеточные линии в разной степени. Чем больше альфа-V / бета-6 было выражено, тем больше было убийство клеток.

Затем мы хотели узнать больше о механизме убийства. Мы обнаружили, что вирус реплицируется должным образом и усиливается в раковых клетках, но не в нормальных клетках. Затем мы провели исследования на животных и обнаружили, что вирус был очень эффективен при убийстве раковых клеток поджелудочной железы человека у мышей, устраняя опухоли в течение четырех-восьми недель. Мы могли бы также управлять вирусом системно и доказали, что вирус достиг опухолей после системной доставки.

Из-за видоспецифичности каждого аденовируса нам нужно было разработать новую систему для проверки ее эффективности у людей. Мы разработали трехмерную систему культивирования, которая включала выращивание раковых клеток поджелудочной железы человека вместе со стромальными клетками для имитации микроокружения опухоли у пациентов

При раке поджелудочной железы звездчатые клетки в строме обычно представляют собой большое препятствие для наркотиков, поступающих в поджелудочную железу, для достижения раковых клеток. Используя наши трехмерные модели культуры, мы показали, что вирус может фактически проникать в строму, устраняя некоторые из звездных клеток, чтобы достичь раковых клеток. Мы были тогда довольно убеждены, что вирус – хорошая альтернатива и что-то, что нужно для будущих клинических испытаний.

Аденовирус. Авторы: Katryna Kon / Shutterstock.com

Почему модифицированные онколитические аденовирусы – такое продвижение в области исследований рака поджелудочной железы? Существуют ли ограничения?

Основным преимуществом онколитических аденовирусов является то, что вирус может заражать и убивать все раковые клетки поджелудочной железы, даже те, которые устойчивы к текущим лекарствам. Он также может сенсибилизировать эти раковые клетки, чтобы потребовалась более низкая доза химиотерапии, и они действуют синергически с препаратами для уничтожения раковых клеток.

. В терминах ограничений мы не сталкиваемся с клетками, которые могут быстро мутировать, чтобы стать устойчивыми к вирусу, прежде чем он их убьет. В течение 24 часов после заражения вирус начинает воспроизводить себя и усиливать свой геном, и в течение 48 часов у вас массивный лизис клеток в опухоли, поэтому мы не думаем, что это будет проблемой.

Одним из препятствий может быть привязка вируса к факторам крови. Вирус не инфицирует клетки крови, но предыдущие исследования были остановлены из-за быстрого устранения вируса, связанного с фактором крови, с помощью печени. Однако наши исследования показывают, что мы ослабляли поглощение и устранение печени.

Еще одним препятствием является нейтрализация антител, которые инактивируют вирус. Но даже в клинических испытаниях с другими аденовирусами было доказано, что первая инъекция обычно очень эффективна. Чтобы преодолеть ограничения в последующих инъекциях, вы можете инкапсулировать вирус различными агентами, такими как полиэтиленгликоль, чтобы попытаться избежать нейтрализации антител, например.

Какие варианты этого подхода могли бы предоставить пациентам с диагнозом рак поджелудочной железы?

Мы считаем, что это принесет большую пользу пациентам, у которых практически нет других терапевтических возможностей. Это будут пациенты с поздней стадией рака поджелудочной железы. Первые клинические испытания будут направлены на определение безопасности и эффективности или, по крайней мере, распространения опухоли. Он будет поставляться вместе с текущим препаратом химиотерапии первой линии для усиления эффекта.

Но прежде чем мы доберемся туда, вам придется потратить от одного до двух миллионов фунтов, чтобы провести дополнительное тестирование безопасности в других видах животных. Тогда для производства вируса в клиническом классе потребуется хорошая производственная практика. Это, вероятно, задержит клинические испытания еще на год или около того.

В будущем, вы думаете, что модифицированные онколитические аденовирусы будут обычно использоваться для лечения рака поджелудочной железы? Может ли этот подход применяться к любым другим раковым заболеваниям?

К сожалению, я не думаю, что модифицированные аденовирусы будут применяться регулярно, просто потому, что затраты на производство вируса по клиническим стандартам очень дороги. Это типично для новых биологических методов лечения, где процесс должен быть очень тщательным для обеспечения безопасности.

Использование аденовирусов для лечения рака поджелудочной железы – это лишь один из наших проектов. Мы теперь протестировали этот вирус при раке молочной железы, включая тройные отрицательные клетки рака молочной железы, для которых нет никакой терапии. Оказывается, эти раковые клетки также имеют высокий уровень альфа-V / бета-6, поэтому мы надеемся продолжить эту терапию для метастатических трехфазных молочных рака поздней стадии. Рак предстательной железы не имеет альфа-V / бета-6, но у них есть другие белки, которые могут быть нацелены, поэтому мы работаем над этим.

Что ждет в будущем исследование рака поджелудочной железы?

Большинство исследований в настоящее время сосредоточено на обнаружении рака поджелудочной железы на ранней стадии, чтобы увеличить вероятность лечения болезни. Мои коллеги здесь в центре работают над биомаркерами, как и другие исследователи в мире. Недавно они разработали группу микро РНК и белков, которые можно контролировать в моче или крови для раннего выявления рака поджелудочной железы.

У нас также есть еще один проект, в котором мы обозначаем аденовирус радиоактивностью, который можно использовать для отслеживания микрометастазов у ​​пациентов или даже первичных раковых клеток, чтобы определить, будет ли он использоваться в раковых клетках. Это позволит раннее обнаружение.

Иммуногенные эффекты также важны для будущего. Все эти вирусы, особенно аденовирусы, вызывают противоопухолевые иммунные ответы. Мы надеемся, что это также будет иметь место у людей с раком поджелудочной железы, поскольку рак поджелудочной железы известен тем, что избегает иммунного ответа хозяина.

Где читатели могут найти дополнительную информацию?

О д-ра Gunnel Halldén

Д-р Gunnel Halldén является читателем в онкологической гем-терапии в Институте рака Barts (QMUL). Ее основная область исследований заключается в разработке сильно опухолеселективных аденовирусных мутантов и в разрезе молекулярных сигнальных путей, которые вызывают усиление клеточного уничтожения в раковых клетках в сочетании с текущими химиотерапевтическими и / или целенаправленными наркотиками.

Она получила степень бакалавра в области биохимии, органической химии и физиологии в Стокгольмском университете (Швеция), а затем аспирантуру и постдокторские исследования в Калифорнийском университете в Беркли.

Она продолжила свое исследование, посвященная онколитическим аденовирусам в Onyx Pharmaceuticals (США), прежде чем перейти в Имперский колледж в Лондоне (Великобритания) в 2002 году для разработки новых вирусных мутантов. Общая цель команды доктора Халденена – разработать усовершенствованные методы лечения на поздней стадии, в настоящее время устойчивые к лечению раковые заболевания, включая рак предстательной железы и рак поджелудочной железы поздней стадии.

      

Source link