Zastosowanie wirusów onkolitycznych w terapii przeciwnowotworowej

Nowotwór to nic innego jak choroba o podłożu genetycznym. Nowotwory zazwyczaj rozwijają się przez kilka lat i mimo że wciąż powstają nowe leki i metody ich leczenia, nadal często są nieuleczalne. Jedną z metod, nad którą od wielu lat prowadzi się badania, jest zastosowanie wirusów.

Wirusy onkolityczne są wirusami, które posiadają zdolność do replikacji w komórkach nowotworowych, prowadząc jednocześnie do ich lizy, czyli do rozpadu. Okazało się, że leczenie wirusami onkolitycznymi jest zdecydowanie korzystniejsze niż inne metody, które stosowane są w kuracji onkologicznej. Zdarza się jednak, że wirusy onkolityczne „mają problemy” z zainfekowaniem komórek nowotworowych. Dlaczego? Otóż, zanim wirus onkolityczny dotrze do zainfekowanej komórki ma po drodze do pokonania naturalne mechanizmy, które zapobiegają rozprzestrzenianiu się wirusów w organizmie. Tak działa układ immunologiczny, który po rozpoznaniu wirusa broni się i próbuje takiego intruza zniszczyć. Oznacza to, że wirusy onkolityczne muszą dotrzeć do zainfekowanej komórki zanim zostaną one rozpoznane i jednocześnie zniszczone przez układ odpornościowy. Mimo tych trudności, naukowcy wciąż prowadzą badania nad ich zastosowaniem, szczególnie w leczeniu czerniaka, glejaka, raka trzustki i raka piersi.

1. Badania kliniczne wirusów onkolitycznych i czerniaka

Czerniak złośliwy (melanoma) jest najczęstszą przyczyną zgonów z powodu nowotworu skóry na całym świecie. Czerniak jest nowotworem złośliwym wywodzącym się z melanocytów. Melanocyty to wyspecjalizowane komórki produkujące melaninę, czyli barwnik nadający kolor skórze i włosom. Zaawansowany (nieoperacyjny lub przerzutowy) czerniak wiąże się z najniższym wskaźnikiem przeżywalności, ponieważ jest oporny na tradycyjne terapie, takie jak chemioterapia i radioterapia. Ogólnie ponad 90% czerniaków rozwija się na skórze, przede wszystkim w obszarze znamion barwnikowych. Istnieje również ryzyko, że czerniak może rozwinąć się wewnątrz gałki ocznej, w jamie ustnej, krtani oraz przełyku, na błonach śluzowych narządów płciowych, jelit, żołądka i odbytu, czyli wszędzie tam, gdzie występują melanocyty. W ostatnim czasie zdecydowanie wzrosło zainteresowanie tym rodzajem nowotworu.

1.1. Onkolityczne wirusy opryszczki i badania kliniczne nad czerniakiem

1.1.1. Talimogene Laherparepvec (T-VEC, Imlygic®)

T-VEC – to forma immunoterapii onkolitycznej. Szczepionka ta uzyskana została z wirusa herpes simplex typu 1. Zaprojektowana została aby replikować wewnątrz komórek nowotworowych i wytwarzać GM-CSF (ludzki czynnik wzrostu granulocytów). Do opracowania nowej terapii wykorzystano genetycznie zmodyfikowanego wirusa opryszczki. Wirusy herpes są nadzieją dla chorych na czerniaka. T-VEC podawany jest wprost do guza w obrębie skóry, jak również do węzłów chłonnych, gdzie przede wszystkim lokalizują się przerzuty. T-VEC zatwierdzony został przez Amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA) jako pierwszy wirus onkolityczny przeznaczony do walki z czerniakiem.

1.1.2. HF10 (Canerpaturev-C-REV)

Zatwierdzenie T-VEC oznaczało początek nowej ery dla wirusów onkolitycznych (OV) w leczeniu nowotworów. Mimo, że T-VEC jak do tej pory jest jedynym wirusem onkolitycznym, który zatwierdzony został przez Amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA) i Europejską Agencję Leków (EMA), trwa drugi etap badań klinicznych w celu zastosowania innych wirusów onkolitycznych w walce z czerniakiem. Zwiększy to szanse w najbliższej przyszłości na zastosowanie również innych wirusów onkolitycznych w walce z nowotworem skóry, jakim jest czerniak. Tym innym wirusem onkolitycznym jest HF10 (Canerpaturev-C-REV). HF10 to nic innego, jak atenuowany (żywy, ale niezdolny do wywołania choroby) wirus HSV-1 (ta sama rodzina co T-VEC). Ustawa o produktach leczniczych w Japonii, gdzie prowadzone są badania (PMD Act, 2014) pozwala na warunkowe i ograniczone czasowo stosowanie regeneracyjnych produktów medycznych, w tym właśnie wirusów onkolitycznych. Zgodnie z nowymi przepisami, najprawdopodobniej zaraz po drugim etapie badań klinicznych, pojawi się wniosek o dopuszczenie do stosowania HF10.

1.1.3. Coxsackievirus A21 (CAVATAK®) – inna nazwa CVA21 (wirus Coxsackie 21, CAVATAK®)

To naturalnie występujący enterowirus o potencjalnej aktywności przeciwnowotworowej. Po podaniu do guza, wirus Coxsackie A21 celuje i wiąże się z wewnątrzkomórkową cząsteczką adhezyjną 1 (ICAM-1) i czynnikiem przyspieszającym rozpad (DAF). Po wejściu do komórek wirus Coxsackie A21 replikuje się w komórkach rakowych, powodując w ten sposób ich lizę a co za tym idzie powoduje to zmniejszenie wzrostu komórek nowotworowych. W niedalekiej przyszłości ostateczne wyniki po przeprowadzonych badaniach klinicznych, dadzą zdecydowanie lepszy wgląd w skuteczność Cavatak przeciwko czerniakowi nie tylko jako monoterapii ale również jako terapii skojarzonej z ipilimumabem (ludzkie przeciwciało monoklonalne blokujące antygen CTLA-4 zwiększające jednocześnie aktywność układu immunologicznego).

1.2. Pelareorep (Reolysin®) i badania kliniczne nad czerniakiem

Jest to bezotoczkowy, dwuniciowy wirus RNA. Wykazano, że jest bezpieczny i aktywny tylko podczas stosowania go w połączeniu z innymi terapiami przeciwnowotworowymi. Stosowany samodzielnie podczas walki z czerniakiem nie przeszedł do drugiego etapu badań klinicznych. Ta próba zatem ujawniła bardzo ważne informacje dotyczące strategii terapii skojarzonych z wirusami onkolitycznymi. Pelareorep to formuła ludzkiego reowirusa przeznaczona do leczenia różnych nowotworów, jak również proliferacji (zdolności do rozmnażania się) komórek.

1.3. Vaccinia-GM-CSF (Pexa-Vec, dawniej nazywany JX- 594)

Vaccinia-GM-CSF nazwany pexastimogene devacirepvec (Pexa-Vec, poprzednio JX-594), był stosowany w leczeniu pacjentów z czerniakiem podczas badania klinicznego przeprowadzonego w 1999 roku. Wykazano, że JX-594 replikuje się dobrze w komórkach nowotworowych, prowadząc do infiltracji limfocytów do miejsca zaatakowanego nowotworem.

1.4. Trwające badania kliniczne nad wirusami onkolitycznymi przeciwko czerniakowi

Obecnie trwają badania kliniczne, które są w pierwszej fazie nad trzema kolejnymi wirusami onkolitycznymi, które mogą okazać się skuteczne w walce z czerniakiem. Zalicza się do nich:

• ONCOS (insercja adeno-A24-RGD-GM-CSF) (NCT03003676)
• wirus opryszczki OrienX010 (NCT03048253)
• ICOVIR-5 (NCT01864759).

2. Badania kliniczne wirusów onkolitycznych i glejaka mózgu

Glejak mózgu to nowotwór centralnego układu nerwowego (mózgowia i rdzenia kręgowego). Jest to najbardziej inwazyjny, pierwotny nowotwór mózgu. Konwencjonalne możliwości leczenia guzów mózgu to resekcja chirurgiczna, radioterapia i / lub chemioterapia – wybór możliwości leczenia zależy od wielkości guza, jego umiejscowienia oraz diagnozy patologicznej.

2.1. Onkolityczne wirusy opryszczki i badania kliniczne nad glejakiem mózgu

Trzy onkolityczne szczepy HSV-1 (HSV1716, G207 i G47A) ukończyły badania kliniczne będące w fazie pierwszej.

2.1.1. HSV1716 (Seprehvir)

HSV1716 pochodzi z HSV-1. Badania nad tym typem wirusa onkolitycznego są w toku.

2.1.2. G207, G47

Faza pierwsza badania klinicznego nad G47 została zakończona ale rezultaty nie zostały podane. Obecnie trwa druga faza badań klinicznych u pacjentów z resztkowym lub nawracającym glejakiem w Japonii. Jeśli chodzi o G207, to mediana przeżycia wyniosła 6,6 miesiąca.

2.2. Adenowirusy w walce z glejakiem mózgu

Skuteczność onkolitycznego adenowirusa ONY015 oceniana była w pierwszej fazie badania klinicznego, w którym uczestniczyło 24 pacjentów. Cztery grupy pacjentów otrzymywało różne dawki ONY015. Mediana przeżycia wynosiła 6,2 miesiąca. Kolejny adenowirus DNX-2401 (inaczej Delta-24-RGD) okazał się być obiecującym w walce w glejakiem mózgu. Okazało się, że 5 pacjentów spośród badanych, przeżyło ponad 3 lata. Ponadto u 3 pacjentów z tych 5 rozmiary guza zmniejszyły się o 95%. Okazało się, że adenowirus DNX-2401 może być bardzo obiecujący w walce z tym typem nowotworu.

2.3. Pelareorep (Reolysin)

Wyniki leczenia Pelareorep można zdecydowanie poprawić w połączeniu z innymi lekami terapeutecznymi, takimi jak bevacizumab.

2.4. Wirus NDV

Wirus NDV jest ważnym patogenem wywołującym rzekomy pomór drobiu (chorobę Newcastle). Badanie kliniczne objęło 11 pacjentów z nawracającym glejakiem. Pacjenci podzieleni zostali na dwie grupy w taki sposób, że grupa pierwsza otrzymała dożylne dawki NDV-HUJ w zakresie od 1 × 10₈ do 11 × 10₉ EID 50% tygodniowo, w sumie trzy cykle leczenia. Grupa druga z kolei otrzymywała dożylnie 11 × 10₉ EID 50% tygodniowo, łącznie również były to 3 cykle leczenia. Leczenie dożylne było bardzo dobrze tolerowane przez pacjentów. Działania niepożądane, do których zalicza się: gorączkę, drgawki, osłupienie, omdlenia, bóle głowy, bóle brzucha oraz nadciśnienie tętnicze zaobserwowano u 5 pacjentów. Mediana przeżycia wynosiła 33,2 tygodnie.

2.5. ParvOryx

ParvOryx podczas badania klinicznego, w którym udział brało 18 pacjentów był dobrze tolerowany.

2.6. Wirus polio

Całkowite przeżycie po zastosowaniu wirusa polio wyniosło 21%. Ten wynik jest dość obiecujący dla pacjentów walczących z glejakiem mózgu.

Podsumowując, kilka wirusów onkolitycznych okazało się być skutecznymi podczas pierwszej fazy badania klinicznego. W związku z tym, kilka z nich poddanych zostanie drugiej fazie badania klinicznego.

2.7. Trwające badania kliniczne nad wirusami onkolitycznymi przeciwko glejakowi mózgu

Rozpoczęto badania nad trzema wirusami onkolitycznymi przeciwko glejakowi mózgu. Zalicza się do nich:

• wirus CEA (NCT00390299)
• wirus Toca 511 (NCT02576665)
• wirus TG6002 (NCT03294486).

3. Wirusy onkolityczne a nowotwór trzustki

Nowotwór trzustki to wyjątkowo trudny do leczenia nowotwór. Występuje zazwyczaj u osób starszych. Najczęściej rozwija się w okolicy głowy trzustki, rozsuwając pętlę dwunastnicy. Wirusy onkolityczne bardzo szybko rozpoznają, atakują oraz zabijają macierzyste komórki raka trzustki. Komórki macierzyste tego nowotworu odpowiedzialne są za nawroty choroby oraz za przerzuty nowotworu do innych narządów. Najczęściej występujący rak trzustki to gruczolakorak przewodowy (PDAC). Obecnie zatwierdzonych jest kilka leków chemioterapeutycznych przeciw PDAC takich jak: gemcytabina, folfirinox i nab-paklitaksel. Niestety, wskaźniki przeżywalności są bardzo niskie. Badania kliniczne nad nowotworem trzustki są w toku a kilka wirusów onkolitycznych badano w przedklinicznych modelach trzustkowych. Były to zarówno wirusy onkolityczne, które występowały samodzielnie, jak również takie, które skojarzone zostały z lekami chemioterapeutycznymi, takimi jak gemcytabina. Niektóre z tych wirusów onkolitycznych są w fazie pierwszej i drugiej badań klinicznych.

3.1. Onkolityczne adenowirusy i badania kliniczne nad nowotworem trzustki

Onkolityczne adenowirusy zostały opracowane i zbadane w przedklinicznych modelach trzustkowych. Jak dotąd, wyniki badań klinicznych fazy pierwszej i drugiej dotyczyły wirusa ONYX-015. Okazało się, że skuteczność ONYX-015 nawet w połączeniu z gemcytabiną jest niezadowalająca i bardzo ograniczona. Dwa inne onkolityczne adenowirusy: VCN-01 oraz LOAd703 poddawane są obecnie ocenie w trwających badaniach fazy pierwszej.

3.2. Onkolityczne wirusy opryszczki i badania kliniczne nad nowotworem trzustki

Obecnie siedem wirusów onkolitycznych opryszczki jest w trakcie drugiej fazy badania klinicznego. Na chwilę obecną oceniono HF10 i T-VEC. Wszyscy pacjenci dobrze tolerowali leczenie wirusem HF10. Wskaźnik przeżycia wynosił 6 miesięcy. Trwają badania nad skutecznością HF10 w połączeniu z gemcytabiną i nab-paklitakselem. Pierwsza faza badania klinicznego nad T-VEC (badanie objęło 17 pacjentów) pokazała, że początkowa dawka T-VEC była dobrze tolerowana u pacjentów, z wyjątkiem dwóch.

3.3. Pelareorep (Reolysin) i badania kliniczne nad nowotworem trzustki

Reolysin badano także w celu porównania leczenia skojarzonego z karboplatyną i paklitakselem w randomizowanej fazie drugiej u wcześniej nieleczonych pacjentów z przerzutowym gruczolakorakiem trzustki. W tej próbie 36 pacjentów, którzy otrzymali potrójne leczenie skojarzone z paklitakselem/karboplatyną i pelareorep porównywano z 37 pacjentami, którzy otrzymali tylko skojarzoną chemioterapię z lekiem paklitaksel/karboplatyna. W przeżyciu nie wykazano żadnej różnicy. W dalszych badaniach klinicznych może okazać się, że połączenie Reolysin i anty–PDL-1 będzie bardziej skuteczne.

Podsumowując, badania fazy pierwszej zostały zakończone tylko dla czterech wirusów onkolitycznych (HF10, T-VEC, ONYX-015 i pelareorep) w monoterapii. Jednak wyniki wskazują, że te wirusy onkolityczne nie są jeszcze odpowiednie. W konsekwencji należy przeprowadzić dalsze badania kliniczne wirusów onkolitycznych przeciwko PDAC aby udowodnić ich skuteczność jako monoterapii lub jako części terapii skojarzonej.

4. Badania kliniczne wirusów onkolitycznych i nowotworu piersi

Nowotwór piersi jest najczęściej diagnozowanym nowotworem występującym u kobiet. Istnieją jeszcze przypadki oporności na leczenie, dlatego wirusy onkolityczne są w tym przypadku również bardzo obiecujące.

4.1. Onkolityczne wirusy opryszczki

Rozpoczęta faza I badania HF10 objęła sześciu pacjentów ze skórnym i podskórnym przerzutowym nowotworem piersi. HF10 (1 x 10₄ : 5 x 10₅ pfu/ 0,5 ml/ guz) był donowotworowo wstrzykiwany przez trzy kolejne dni. Wszyscy pacjenci dobrze tolerowali leczenie. Wirusowe ciałka inkluzyjne HF10 wykazywały wysoką selektywność replikacji tylko w komórkach nowotworowych. Faza pierwsza badania nad HF10 zakończona została w 2006 roku i jak do tej pory nie przeprowadzono fazy drugiej.

4.2. Adenowirusy

W fazie pierwszej badania klinicznego badano wirus onkolityczny ONYX-015 w połączeniu z etanerceptem (Enbrel® rekombinowany dimer ludzkiego receptora czynnika martwicy nowotworów alfa). Średnie przeżycie wynosiło 125 dni.

4.3. Pelareorep (Reolysin)

Podczas badania klinicznego zastosowano pelareorep oraz pelareorep w połączeniu z paklitakselem. Sam pelareorep był dobrze tolerowany przez pacjentów. Jednak połączenie paklitakselu i pelareorepu jest bardziej skuteczne niż sam paklitaksel.

4.4. Wirus krowianki (VV_DD)

Badanie objęło 4 pacjentki z nowotworem piersi. Podczas badania, jedna z pacjentek wykazała działania niepożądane trzeciego stopnia, takie jak krwotok. U dwóch kolejnych pacjentek wystąpiła odpowiedź przeciwnowotworowa, a mianowicie obecność wrzodziejących i rumieniowych zmian chorobowych spowodowanych replikacją wirusa.

4.5. Wirus NDV

PV701, wirus rzekomego pomoru drobiu badano w pierwszej fazie, w której uczestniczyły 2 pacjentki cierpiące na nowotwór piersi. Leczenie tym wirusem było dobrze tolerowane. U jednej z pacjentek wskaźnik przeżycia wyniósł 6 miesięcy.

Ogólnie badaniom klinicznym poddanych zostało kilka wirusów onkolitycznych. Wirusy te okazały się być bezpieczne dla pacjentów ale obecnie wyniki są niewystarczające aby móc uzasadnić stosowanie wirusów onkolitycznych jako monoterapii przeciw nowotworowi piersi.

Podsumowanie

Terapia nowotworów  za pomocą wirusów onkolitycznych niesie za sobą duże nadzieje. Obecnie jest ona na poziomie eksperymentów i prowadzone są dalsze badania potwierdzające jej skuteczność. Niemniej jednak będzie to w przyszłości kolejna, skuteczna metoda walki z nowotworami.

Główne rodzaje nowotworów, które we wstępnych badaniach wykazały, że reagują na terapię wirusami onkolitycznymi to:

• nowotwór trzustki
• nowotwór piersi
• nowotwór żołądka
• nowotwór jelita
• nowotwór nerki
• nowotwór pęcherza
• nowotwór macicy
• mięsaki
• glejak

Wirusy onkolityczne są potencjalną alternatywą w leczeniu nowotworów złośliwych. Główną zaletą wirusów onkolitycznych jest fakt, że w przeciwieństwie do typowych terapii, tych standardowych terapii, generują znacznie mniejsze skutki uboczne oraz wykazują efekt synergii, a co za tym idzie podnoszą skuteczność leczenia. Zastosowanie wirusów onkolitycznych jest metodą bezpieczną. Dlaczego? Otóż, ich aktywność ogranicza się tylko do komórek nowotworowych. Jeżeli natomiast nastąpiłoby nadmierne rozprzestrzenienie się ich w organizmie nie ma powodu do obaw, ponieważ cząsteczki tych wirusów są naturalnie usuwane przez komórki układu immunologicznego (odpornościowego). Obserwując rozwój medycyny, istnieje duża szansa na to, że leczenie wirusami onkolitycznymi może zastąpić standardowe metody leczenia.

Autor: Agata Ernst

• Eissa I.R. i in. (2018). The Current Status and Future Prospects of Oncolytic Viruses in Clinical Trials against Melanoma, Glioma, Pancreatic, and Breast Cancers. Cancers, 10, 356.
• FDA / Extreme Tech
• Biotechnologia.pl
• Zdzisław Dziubek „Choroby zakaźne i pasożytnicze”, PZWL
• Virella G „Mikrobiologia i choroby zakaźne”, Wrocław 1999
• Krzemiński Z „Zarys wirusologii lekarskiej”, Łódź 1997
• Kułakowski A., Skowrońska-Gardas A., Onkologia Podręcznik dla studentów medycyny, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, (2003)
• Meder J., Podstawy onkologii klinicznej, Centrum Medyczne Kształcenia Podyplomowego, (2011)
• Osobiste notatki ze studiów „inżynieria genetyczna”.