factorului

  • abstract
  • introducere
  • Rezultatul
  • Expresie HTNF- A gemcitabină indusă în celulele cancerului pancreatic uman infectate cu AdEgr.TNF.11D
  • Tratamentul combinat cu AdEgr.TNF.11D și gemcitabină crește întârzierea creșterii tumorii la modelele de cancer pancreatic uman
  • Terapia combinată cu AdEgr.TNF.11D și gemcitabină este bine tolerată
  • discuţie
  • Conflict de interese

abstract

Adenocarcinomul pancreatic este o boală caracterizată prin prezentare întârziată, rezecabilitate scăzută în timpul tratamentului, răspândire precoce și prognostic general slab. Supraviețuirea globală de cinci ani la pacienții cu cancer pancreatic avansat este mai mică de 2%. 1 Din 1997, gemcitabina este standardul de îngrijire pentru pacienții cu cancer pancreatic avansat. Într-un mic studiu randomizat de fază III, 18% dintre pacienții cu cancer pancreatic tratați cu gemcitabină au supraviețuit timp de 1 an comparativ cu îngrijirea standard la acel moment (5-fluorouracil). 2 Există o nevoie urgentă și nesatisfăcută de noi terapii pentru această malignitate umană foarte provocatoare.

Activitatea antitumorală a gemcitabinei este atribuită uciderii specifice a fazei celulare a celulelor tumorale, precum și blocării progresiei ciclului celular de către faza G1/S. Mai precis, gemcitabina este metabolizată intracelular și duce la doi metaboliți: difosfat și trifosfat nucleozide. Ambii metaboliți interferează cu sinteza ADN 3 și inhibă creșterea celulelor. În plus, gemcitabina induce apoptoza în celulele cancerului pancreatic uman prin inducerea speciilor de oxigen reactiv intracelular. 4

Conceptul nostru experimental este că adăugarea gemcitabinei la AdEgr.TNF.11D (cunoscută și sub numele de TNFerade biologic) utilizează o proteină alfa (hTNF-α) factor de necroză tumorală umană puternică. HTNF-α a arătat activitate necrotică într-o mare varietate de celule canceroase, activitate apoptotică selectivă asupra vasculaturii tumorale și poate avea efecte distale care suprimă metastazele. 5, 6

Inducerea apoptozei este probabil mecanismul principal al citotoxicității directe a hTNF-α și este probabil mediată de receptorul TNFRI prezent la majoritatea tipurilor de celule. 5 hTNF-α induce, de asemenea, apoptoza în celulele endoteliale asociate tumorii și sensibilizează celulele tumorale la radiațiile 7 și la medicamentul chimioterapeutic. 8 Deoarece hTNF-α și gemcitabina au mecanisme diferite pentru inhibarea creșterii cancerului, am emis ipoteza că combinația de hTNF-α și gemcitabină va îmbunătăți efectul antitumoral al ambilor agenți singuri.

Studiile preclinice au arătat că vectorul adenoviral hTNF-α sub controlul unui promotor constitutiv, deși are succes în producerea regresiei tumorale parțiale și complete, are ca rezultat o activitate sistemică semnificativă. 9 Pentru a ocoli activitatea sistemică, am folosit un vector adenoviral cu hTNF-α, AdEgr.TNF.11D (TNFerade) indus chimic sau de un promotor inducibil de radiații. Folosind TNFerade, un sistem de expresie a proteinei adenovirusului, hTNF-α poate fi administrat direct tumorii. Acest lucru duce la concentrații locale ridicate de hTNF-α în tumoră și limitează cantitatea de hTNF-α eliberată în sistemul circulator general. Folosind această abordare, activitățile citotoxice ale hTNF-α sunt restrânse în principal la tumoare, păstrând în același timp țesuturile nețintă. 10, 11

Un studiu de fază III cu AdEgr.TNF.11D și iradierea pacienților cu boală pancreatică nerezecabilă fără diagnostic de boală metastatică este în curs de desfășurare. Rezultatele inițiale ale studiului (n = 51 brevete totale) sugerează că AdEgr.TNF.11D în combinație cu chimioterapia combinată poate prelungi supraviețuirea pacientului. Pe baza acestor constatări clinice încurajatoare și a activității antitumorale a gemcitabinei, sugerăm că adăugarea de hTNF-α la gemcitabină poate oferi beneficii terapeutice suplimentare pentru pacienții cu cancer pancreatic avansat. Arătăm aici că combinația dintre AdEgr.TNF.11D și gemcitabină produce o activitate antitumorală mai puternică în modelele pancreatice umane decât oricare dintre substanțe.

Rezultatul

Expresia hTNF-α indusă de gemcitabină în celulele cancerului pancreatic uman infectate cu AdEgr.TNF.11D

Studiile anterioare au arătat chimioterapice aprobate clinic, cisplatină, 5-fluorouracil, paclitaxel, ciclofosfamidă și gemcitabină, au fost capabili să inducă promotorul Egr-1 conținut în AdEgr.TNF.11D și să controleze expresia hTNF-α în colonul uman și celulele cancerului de colon . 13 Prin urmare, am investigat inducibilitatea AdEgr.TNF.11D de gemcitabină în trei linii celulare de carcinom pancreatic uman (MiaPaca2, Panc1 și AsPC1). Celulele canceroase pancreatice umane au fost expuse la AdEgr.TNF.11D (100 MOI), urmat de tratamentul cu gemcitabină așa cum este descris în legenda din Figura 1. Concentrațiile de TNF-α au fost determinate de un ELISA specific pentru hTNF-α. Datele din trei linii celulare diferite de cancer pancreatic arată că AdEgr.TNF.11D a fost inductibil de gemcitabină, cu niveluri crescânde de hTNF-α în probe, pe măsură ce doza de gemcitabină a crescut. Răspunsul a fost cel mai mare în liniile celulare MiaPaca2 și Panc1, cu niveluri maxime de hTNF-α observate la doza de 1 gg-1 gemcitabină. HTNF-α măsurat a crescut de 28 de ori în MiaPaca2 și de 9 ori în Panc1. Un răspuns la doză similar a fost observat în linia celulară de carcinom pancreatic pancreatic AsPC1, deși răspunsul a fost mai mic (datele nu sunt prezentate).

Imagine la dimensiune completă

Tratamentul combinat cu AdEgr.TNF.11D și gemcitabină crește întârzierea creșterii tumorii la modelele de cancer pancreatic uman

Am constatat că AdEgr.TNF.11D singur (TNFerade) sau gemcitabină singur sau în combinație cu AdEgr.TNF.11D și gemcitabină au avut un efect semnificativ statistic (P = 0,05) asupra ratei de creștere a volumului tumorii, comparativ cu controlul vehiculului singur. AdEgr.TNF.11D a avut un efect mai pronunțat (P = 0,05) decât o terapie comparativ cu gemcitabina în monoterapie. Efectul tratamentului combinat a fost mai mare decât cel al gemcitabinei singur și a fost semnificativ (P = 0,05). În mod remarcabil, terapia combinată a avut un efect mai mare decât AdEgr.TNF.11D în monoterapie și gemcitabina nu a redus activitatea antitumorală a AdEgr.TNF.11D. Din punct de vedere biologic, deci, combinația la dozele testate a fost mai bună decât utilizarea uneia dintre substanțe singure, deși nu s-a constatat statistic că combinația este fie aditivă, fie sinergică. Pentru aceste studii, am utilizat o doză medie de gemcitabină de 120 mg kg -1 comparativ cu 240 mg kg -1 administrată intravenos la modele animale. 16 Aceasta corespunde cu ∼ 362 mg m -2 pe săptămână, în timp ce doza clinică pentru pacienții cu cancer pancreatic este de 1.000 mg m -2 pe săptămână.

Terapia combinată cu AdEgr.TNF.11D și gemcitabină este bine tolerată

Nu au fost observate semne detectabile de toxicitate legată de tratament (de exemplu, decolorarea pielii, letargie, ulcerații ale pielii și activitate comportamentală anormală). Greutatea corporală a fost monitorizată ca indicator al toxicității pe tot parcursul experimentului. Nu s-a găsit o pierdere medie mai mare în greutate în AdEgr.TNF.11D sau în vehicul sau în vectorul de control. Cu toate acestea, o schimbare crescută a greutății corporale a fost observată numai cu combinația de gemcitabină și combinația de gemcitabină plus AdEgr.TNF.11D; acest lucru poate fi atribuit efectului unei combinații de intervenții chirurgicale cu medicamente. Administrarea concomitentă de AdEgr.TNF.11D cu gemcitabină a dus la o scădere medie în greutate de 8% în 25 de zile (Figura 3a și b) și a fost bine tolerată. Nu au existat decese legate de tratament în niciunul dintre grupuri.

Modificări ale greutății corporale la șoareci cu cancer pancreatic. Tumori pancreatice umane, ( A ) MiaPaca2 sau ( b ) AsPC1 s-au determinat la nivelul membrului posterior drept al șoarecilor goi atimici. Tratamentul a fost început și greutatea corporală a fost măsurată ca măsură a toxicității. Pierderea> 20% din greutatea corporală a fost considerată toxică. Modificările greutății corporale sunt exprimate aici ca procent din greutatea corporală inițială. Sunt afișate mediile ± sd (n = 8). Nu a fost observată nicio pierdere semnificativă în greutate. Nu a existat deces legat de tratament în niciunul dintre grupuri. Aceste date sugerează că administrarea gemcitabinei cu AdEgr.TNF.11D a fost bine tolerată.

Imagine la dimensiune completă

discuţie

AdEgr.TNF.11D a fost investigat în principal pe modele animale în combinație cu iradiere. 6, 17, 18, 19, 20 În mai multe modele de cancer testate până în prezent, inclusiv esofag, cap și gât, melanom, adenocarcinoame ale colonului și glioame, iradierea este capabilă să inducă și să regleze expresia proteinei hTNF-α din Egr-1 . promotor dependent de doză. În plus, prin direcționarea radiației către tumoare și livrarea AdEgr.TNF.11D direct către tumoare, producția de hTNF-α este limitată selectiv la tumoare, iar efectele citotoxice puternice ale hTNF-α asupra țesuturilor normale sunt substanțial reduse.

Datele din acest articol arată că gemcitabina, o substanță utilizată în mod obișnuit în tratamentul cancerului pancreatic, poate stimula, de asemenea, producția de proteină hTNF-α de la promotorul Egr-1. Studiile in vitro folosind celule de cancer pancreatic uman au arătat că incubația cu gemcitabină la doze de 1-10 μg ml -1 sau aproximativ 3,3-30 μM, care este comparabilă cu concentrațiile plasmatice (15-25 μM) la omul cărora li s-a administrat gemcitabină, hTNF stimulat. - producția de proteine ​​la niveluri mai mari sau mai mari decât cele găsite în timpul iradierii. 21, 22, 23 Datele noastre confirmă activitatea lui Weichselbaum și colab. 13, 14, care a arătat că mai mulți agenți chimioterapeutici sunt capabili să „activeze” promotorul Egr-1. Activarea promotorului Egr-1 în AdEgr.TNF.11D de către gemcitabină este mediată, cel puțin parțial, de inducerea semnalelor radicale de oxigen reactive intracelulare care vizează motivul CArG în promotorul Egr-1, ducând la producerea hTNF -α. 13 Am testat utilizarea gemcitabinei pentru a crește reglarea expresiei hTNF-α și folosind o doză moderată de gemcitabină 120 mg kg -1 față de 240 mg kg -1 administrată intravenos 16, am constatat că combinația gemcitabinei și AdEgr. NN.11.11 a întârziat creșterea tumorii mai bine decât oricare dintre reactivi.

Conflict de interese

Murugesan, Dr. King, Domnul Osborn, Dr. Thornton și Dr. Wei sunt în prezent sau foști angajați ai GenVec Inc., Dr. Fairweather este consultant independent, iar Dr. O'Reilly este colaborator.