Spremljanje kliničnega in imunskega odgovora za izboljšanje zdravljenja spontanih perifernih tumorjev psov s kombinacijo elektrokemoterapije in genskega elektroprenosa IL-12

J4-2546

ARRS

 

 

Splošni podatki

 

Članica UL

Veterinarska fakulteta

 

Naziv nosilca projekta

   

Status

nosilec  

Šifra projekta/akronim projekta

J4-2546  

Naslov projekta

Spremljanje kliničnega in imunskega odgovora za izboljšanje zdravljenja spontanih perifernih tumorjev psov s kombinacijo elektrokemoterapije in genskega elektroprenosa IL-12  

Financer

ARRS  

Obdobje financiranja

1.9.2020―31.8.2023  

Letni obseg FTE ali EUR

1,2 FTE  

Vodja

prof. dr. Nataša Tozon, dr. vet. med.  

Veda

Biotehnika - Veterina  

Sodelujoče RO

Onkološki inštitut LjubljanaInstitut »Jožef Stefan«Univerza v Ljubljani, Veterinarska fakulteta

 

 

 

Faze projekta

Cilji projekta bodo izvedeni v delovnih sklopih (DS), ki so razdeljeni na posamezne naloge.

DS 1
Priprava klinične študije (vodja DS: Nataša Tozon)

V tem delovnem sklopu se bomo posvetili pripravi na začetek klinične študije. Zaradi uporabe gensko spremenjenih organizmov (bakterij) pri pripravi plazmidne DNA v klinični študiji je potrebna priprava in prijava ocene tveganja za prijavo klinične študije na Ministrstvo za okolje in prostor RS. Pripravili bomo tudi dokumente za lastnike vključenih živali (opis študije in soglasje lastnika za sodelovanje v študiji). 

  • Naloga 1.1. Priprava protokola klinične študije 
  • Naloga 1.2. Priprava ocene tveganja 
  • Naloga 1.3. Prijava in obravnava klinične študije na pristojnih organih 
  • Naloga 1.4. Izvajanje klinične študije adjuvantnega GET z IL-12 pri spontanih perifernih tumorjih psov 
 
DS 2
Določanje farmakokinetike bleomicina (vodja DS: Tina Kosjek)

Določali bomo koncentracijo kemoterapevtika bleomicina v krvi in tumorjih psov, zdravljenih z ECT. Koncentracijo bomo določali s tekočinsko kromatografijo, sklopljeno s tandemsko masno spektrometrijo (LC-MS/MS), ki je bila že uporabljena za določanje farmakokinetike bleomicina pri starejših bolnikih, zdravljenih z ECT. 

  • Naloga 2.1. Zbiranje vzorcev 
  • Naloga 2.2. Obdelava vzorcev 
 
DS 3
Spremljanje imunskega odziva ob zdravljenju (vodja DS: Nataša Tozon)

Preučiti želimo, kakšna je učinkovitost zdravljenja, zlasti z vidika imunskega statusa pred zdravljenjem (mikrookolje tumorjev, črevesna mikrobiota) in imunskega odgovora med samim zdravljenjem (populacije imunskih celic v krvi). Preliminarni rezultati kažejo, da se število regulatornih limfocitov T (Treg) in CD8+ limfocitov, ki delujejo imunosupresivno in pripomorejo k napredovanju bolezni, z gensko terapijo IL-12 zmanjša. Poleg tega je opisana tudi povezava izražanja receptorjev in ligandov programirane celične smrti 1 (PD-1 in PD-L1) in slabšega odgovora na imunsko terapijo z IL-12, s pomočjo katere bi lahko določali uspešnost terapije. Ob tem bomo primerjali še uspešnost zdravljenja glede na mesto aplikacije plazmida (peritumorsko ali intratumorsko) pri GET.

  • Naloga 3.1. Učinkovitost GET s peritumorsko v primerjavi z intratumorsko aplikacijo plazmida z zapisom za pasji IL-12
  • Naloga 3.2. Iskanje biomarkerjev in napovednih dejavnikov 
  • Naloga 3.3. Preučitev črevesne mikrobiote pred zdravljenjem in povezava med njeno sestavo in kliničnim izidom zdravljenja 
 

 

Vsebinski opis projekta

Imunske terapije so na osnovi vzpodbudnih rezultatov predkliničnih in prvih kliničnih študij v zadnjih letih močno vplivale na smernice zdravljenje raka, predvsem pri imunogenih tumorjih. Poleg imunskih zdravil na osnovi protiteles je razvoj temeljnih raziskav raka  usmerjen na DNA vakcinacijo in terapije. Pomemben napredek je bil dosežen tudi na področju razvoja plazmidne DNA. Najnaprednejša imunska terapija na osnovi plazmidne DNA in elektroporacije je imunska terapija z interlevkinom-12 (IL-12), ki je v ZDA na prioritetni listi, da postane zdravilo sirota. Plazmidna DNA sama ne more prehajati celične membrane, zato se za prenos plazmida v ciljane celice uporablja sistem fizikalno posredovanega prenosa, elektroporacija. Elektroporacijo se trenutno uporablja za namene elektrokemoterapije (ECT) (kombinacija citotoksičnih zdravil, kot sta bleomicin ali cisplatin, z elektroporacijo). Z aplikacijo električnih pulzov se poveča propustnost celične membrane, kar omogoča povečan privzem zdravila. Določanje koncentracije bleomicina v krvnem serumu ali plazmi in ciljnem tumorskem tkivu v humani klinični študiji je nakazalo na možnost zmanjšanja odmerka bleomicina pri starejših bolnikih.

Elektroporacijo pa lahko uporabljamo tudi za genski elektroprenos (GET). V predkliničnih in kliničnih študijah pri psih s spontanimi tumorji se je že izkazala kot varna in učinkovita. V predkliničnih študijah na miših je bila dokazana indukcija dolgotrajne protitumorske imunosti, ki je eden od pomembnejših učinkov GET z IL-12. Protitumorski učinek GET IL-12 je večplasten in vključuje: antiangiogeni učinek, aktivacijo citotoksične aktivnosti limfocitov T in aktivacijo makrofagov M1, pri čemer je sistemska koncentracija citokinov nižja v primerjavi z rekombinantnimi citokini ali adenovirusno dostavo, kar pomeni varnejše zdravljenje. Pomembna prednost te vrste zdravljenja je tudi nizka imunogenost plazmidov v primerjavi z virusnimi vektorji, kar omogoča večkratne ponovitve aplikacije DNA. Klinična študija zdravljenja metastaz malignega melanoma pri ljudeh je pokazala, da lahko intratumoralni GET z IL-12 povzroči tudi sistemski učinek na oddaljene, nezdravljene tumorje. 

Kombinacija ECT in GET z IL-12 se že uporablja za zdravljenje različnih tumorjev pri psih, vendar ostajajo odprta številna vprašanja, ki se nanašajo na odmerjanje bleomicina, mesto aplikacije plazmida in razloge za individualno različen odziv na terapijo. 

Glavni cilj predlaganega projekta je optimizacija komponent kombiniranega zdravljenja z namenom izboljšanja učinkovitosti zdravljenja in zmanjšanja neželenih stranskih učinkov.

S tem namenom bomo pripravili protokol za izvedbo klinične študije, vključno z oceno tveganja pri psih s spontanimi tumorji, v kateri pričakujemo, da bomo določili farmakokinetični profil bleomicina pri psih različnih starosti in telesnih mas ter določili primerno časovno okno za elektroporacijo po aplikaciji citostatika. Pričakujemo tudi, da bomo dokazali, da je GET z IL-12 enako ali celo uspešnejši pri intratumoralni aplikaciji v primerjavi s peritumoralno. Z določanjem izražanja izbranih tumor-infiltrirajočih limfocitov (TIL) (CD8+, regulatorni limfociti T (Treg)) in receptorjev ter ligandov programirane celične smrti 1 (PD-1/PDL-1) v tkivnih vzorcih pred zdravljenjem bomo v korelaciji s kliničnimi podatki lahko določili pogostnost ter število ponovitev zdravljenja. Boljši odziv na zdravljenje pričakujemo pri živalih, kjer bo v mikrookolju tumorja manj regulatornih limfocitov T (Treg ) in PD-1 pozitivnih celic ter pri živalih, kjer bo zdravljenje z GET z IL-12 povzročilo zmanjšanje v krvi krožečih Treg in CD8+ limfocitov. Pred zdravljenjem bomo analizirali tudi sestavo črevesne mikrobiote in v korelaciji z uspešnostjo terapije predvidoma oblikovali priporočila za uravnavanje črevesne mikrobiote.

 

Sestava projekte skupine

SICRIS