le réservoir d’hydrogel libère le potentiel de la virothérapie HSV-1 dans le cancer

Dans une étude récente publiée dans Biologie des communicationsles chercheurs ont évalué l’efficacité thérapeutique du Navoximod, associé à la virothérapie herpès simplex 1 (HSV-1), contre le carcinome hépatocellulaire (CHC).

Étude: Navoximod module la réplication locale du HSV-1 pour remodeler le microenvironnement immunitaire de la tumeur pour une immunothérapie améliorée via un hydrogel injectable. Crédit d’image : PaeGAG/Shutterstock.com

Arrière-plan

L’immunothérapie anticancéreuse a atteint un énorme succès dans le traitement de divers cancers. Cependant, le CHC menace l’efficacité des immunothérapies en raison des faibles taux de réponse et des résultats indésirables en raison du microenvironnement tumoral compliqué et puissamment immunosuppresseur (TME). Ainsi, de nouvelles stratégies sont nécessaires pour améliorer les résultats du CHC.

La virothérapie oncolytique peut détruire les cellules tumorales et générer des réponses immunitaires antitumorales généralisées. Cependant, il a une efficacité limitée chez l’homme en raison d’une réplication virale altérée et de l’incapacité à surmonter le TME.

L’activation immunologique antitumorale et la suppression immunologique antivirale doivent être soigneusement modulées et équilibrées pour optimiser les thérapies à base de virus.

La protéine indoleamine 2, 3-dioxygénase 1 (IDO1) est une molécule immunosuppressive essentielle qui serait régulée positivement dans de multiples tumeurs. IDOI inhibe les cytotoxiques [natural killer (NK) and cluster of differentiation 8-expressing (CD8+)] T et lymphocytes, améliore l’activation des lymphocytes T régulateurs (Treg) et facilite le recrutement des cellules suppressives dérivées de la myéloïde (MDSC) en accélérant la conversion du tryptophane en kynurénine. Des études ont rapporté que les inhibiteurs d’IDO1 étaient des options efficaces pour l’immunothérapie.

À propos de l’étude

La présente étude a cherché à déterminer si Navoximod, un inhibiteur de l’indoleamine 2, 3-dioxygénase 1 (IDO1), pouvait stimuler le traitement à base de HSV-1 et améliorer les résultats du CHC.

L’équipe a chargé Navoximod et HSV-1 dans un hydrogel injectable et biocompatible pour l’administration de médicaments au niveau local et la distribution virale maximisée pour le HCC pour la virothérapie. Ils ont effectué un séquençage unicellulaire de l’acide ribonucléique (scRNA-seq) pour évaluer les profils immunologiques au site de la tumeur.

L’étude a ensuite exploré les gènes stimulés par l’interféron (ISG) qui inhibent la prolifération du HSV-1 pour optimiser l’immunothérapie oncolytique basée sur le HSV-1.

Les signaux de protéine fluorescente verte (GFP) générés à partir du HSV-1 étiqueté GFP ont également été utilisés pour évaluer la multiplication du HSV-1. De plus, des analyses quantitatives de réaction en chaîne par polymérase (qPCR) et de Western blot ont été effectuées pour évaluer les niveaux d’IDO1 dans les cellules Hepa1-6 après le traitement au HSV-1.

L’impact de Navoximod sur la multiplication du HSV-1 a été vérifié en utilisant des cellules SMMC-7721 (carcinome hépatocellulaire humain), des cellules 4T1 (cancer du sein murin) et en direct utilisant le modèle de cancer du foie de lapin VX-2.

Des hydrogels de soie ont été générés à partir de cocons pour délivrer le virus oncolytique. La microscopie électronique à balayage (SEM) et la microscopie confocale (CFM) ont été réalisées pour évaluer la porosité de l’hydrogel et la distribution des virions.

L’équipe a mesuré les niveaux d’acide désoxyribonucléique (ADN) du HSV-1 dans le système nerveux, le sang et les organes périphériques après des injections sous-cutanées d’hydrogel pour évaluer leur cytotoxicité.

Les sections tumorales ont été colorées à l’aide de colorations à l’hématoxyline et à l’éosine (H&E), TUNEL et Ki67 pour évaluer les dommages cytolytiques aux tissus tumoraux. Une analyse par cytométrie en flux (FC) et une coloration immunohistochimique (IHC) ont été effectuées pour confirmer les changements systémiques de TME.

Résultats

Les résultats de l’ARN-seq ont indiqué qu’IDO1 était surexprimé dans le CHC, sur la base de l’ensemble de données de l’Atlas du génome du cancer (TCGA). Navoximod a favorisé la multiplication du HSV-1 et l’oncolyse induite par le virus de l’herpès simplex 1 dans les cellules tumorales et, par conséquent, pourrait constituer une option thérapeutique efficace lorsqu’il est associé à une thérapie oncolytique virale basée sur le virus de l’herpès simplex 1.

Avec une seule injection, l’hydrogel a développé un dépôt régional pour maximiser la reproduction et la diffusion virales à l’emplacement de la tumeur.

Il convient de noter que l’hydrogel a prolongé la période de vie sans maladie des souris atteintes de CHC, les a protégées contre la récidive tumorale et a été efficace dans le modèle de tumeur hépatique orthotopique du lapin. Mécaniquement, la virothérapie HSV-1 et l’inhibition d’IDO1, lorsqu’elles sont combinées, ont entièrement reprogrammé le microenvironnement tumoral via le séquençage d’ARNsc.

L’hydrogel a servi de réservoir pour l’administration régionale, permettant au HSV-1 de maintenir son activité cytotoxique et de se propager au site de la tumeur tout en réduisant les dommages hors cible aux organes périphériques. La méthode a produit des réponses complètes à la thérapie dans les tumeurs malignes sous-cutanées du CHC, mais les mélanges HSV-1 ou HSV-1/Navoximod sans être incorporés dans les hydrogels n’ont produit que de légères réponses.

L’hydrogel pourrait contrecarrer le microenvironnement tumoral immunosuppresseur en modifiant la population de cellules immunitaires comprenant principalement la mémoire effectrice (EM) et l’accumulation de lymphocytes T NK. La régulation à la hausse d’IDO1 a inhibé la prolifération de HSV-1, comme l’indiquent les taux d’ADN de HSV et de protéines d’enveloppe gD.

Les résultats ont été observés de manière cohérente en utilisant des cellules 4T1 et SMMC-7721. IDO1 s’est avéré être surproduit dans les tissus tumoraux et encore augmenté par la thérapie par le virus de l’herpès simplex-1, agissant comme une forme de rétroaction négative pour inhiber la prolifération du virus de l’herpès simplex-1 dans les cellules cancéreuses.

Les cellules dérivées de myéloïdes (macrophages M1, monocytes et cellules dendritiques) et les cellules T/NK ont principalement infiltré le site tumoral.

La PCR de transcription inverse a indiqué que le traitement à l’hydrogel a régulé à la hausse les gènes du ligand de chimiokine CC 2 (CCL-2) et du ligand du motif CXC (CXCL) -10 et -11, à la suite des résultats de l’analyse de l’enrichissement de l’ontologie du gène (GO). IDO1 a supprimé l’immunité anti-tumorale, ce qui implique que IDO1 doit être bloqué pendant l’immunothérapie à base de virus de l’herpès simplex-1.

L’hydrogel a rapidement éradiqué la récidive tumorale en induisant une conversion des lymphocytes T naïfs et à mémoire centrale (CM) en lymphocytes T à mémoire effectrice (EM). Compte tenu de son efficacité, de sa biosécurité et de sa faible toxicité systémique, il a démontré un potentiel prometteur en tant que voie d’administration de virus oncolytique.

Conclusion

Les résultats de l’étude ont montré que la combinaison de Navoximod avec HSV-1 pourrait stimuler la réplication virale et remodeler le TME pour l’éradication de la tumeur à travers le réservoir d’hydrogel.

Navoximod a renforcé les effets oncolytiques et réplicatifs du virus de l’herpès simplex-1 in vitro et en direct et doivent être étudiées plus avant pour développer de nouvelles stratégies et réduire le fardeau mondial du cancer.