Adenovirus oncoselectius pel tractament de càncer de pàncrees. Combinació d'estratègies de direccionament a tumor i bioselecció de microRNAs potenciadors de l'activitat adenoviral

Abstract

L’adenocarcinoma ductal pancreàtic (PDAC) és una neoplàsia molt agressiva a conseqüència de la seva elevada capacitat metastàtica i la gran resistència que presenta als tractaments convencionals de quimioteràpia i radioteràpia. Només un percentatge molt reduït de pacients és elegible per a la resecció quirúrgica del tumor, l’únic tractament amb opcions de cura. La major part dels casos són diagnosticats en estadis avançats de la malaltia en els que la supervivència a 5-anys se situa al voltant del 7%. La millora del pronòstic dels pacients amb càncer de pàncrees ha estat pràcticament nul·la en els últims 30 anys, de manera que existeix una clara necessitat de desenvolupar nous mètodes per facilitar la detecció precoç del tumor i teràpies més efectives pel seu tractament. Els adenovirus oncolítics estan esdevenint una teràpia prometedora pel tractament de neoplàsies agressives com el PDAC, obtenint resultats prometedors en assajos clínics. Tanmateix, els virus administrats fins al moment no han permès aconseguir respostes antitumorals complertes i és necessari disposar d’adenovirus més potents, però també de replicació selectiva en tumor. En el primer bloc d’aquesta tesi, ens hem fixat en algunes de les desregulacions que presenten les cèl·lules tumorals per tal de dissenyar estratègies de direccionament a tumor i obtenir adenovirus oncoselectius més segurs. Concretament, l’increment de l’expressió de metal·loproteases de matriu, la reactivació en els tumors de vies relacionades amb el desenvolupament embrionari i la pèrdua de l’expressió de miRNAs específics de teixit han estat el racional per a generar modificacions genètiques que permetessin regular l’entrada dels adenovirus a la cèl·lula i l’expressió del gen E1A a nivell transcripcional i post-transcripcional. D’aquesta manera, s’ha determinat que la combinació de diversos mecanismes de control de la replicació viral permet obtenir adenovirus més segurs per una administració sistèmica tot mantenint una activitat antitumoral significativa. En el segon bloc de la tesi, ens hem centrat en conferir més potència als adenovirus oncolítics. Vam hipotetitzar que les desregulacions en els perfils d’expressió de miRNAs de les cèl·lules tumorals podrien tenir un impacte negatiu en el cicle adenoviral, limitar la formació de nova progènia viral i per tant, reduir l’eficàcia antitumoral dels adenovirus oncolítics. Amb l’objectiu de contrarestar aquestes possibles limitacions i obtenir adenovirus amb una activitat antitumoral augmentada, es va dur a terme la bioselecció d’una biblioteca de miRNAs humans en adenovirus per tal d’identificar miRNAs potenciadors de l’activitat adenoviral en PDAC. A través d’aquest sistema high-throughput, es va determinar que el miR-99b i el miR-485 milloraven l’expressió dels gens virals i la formació de virions infectius en cèl·lules de PDAC gràcies a la regulació, directa o indirecta, de factors cel·lulars amb expressió diferencial en cèl·lules neoplàsiques i cèl·lules no tumorals. Així doncs, la identificació de miRNAs que milloraven el fitness viral va permetre obtenir adenovirus oncoselectius més potents front a PDAC.

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) is a very aggressive neoplasia due to its high metastatic capacity and its resistance to chemotherapy. A small number of patients are eligible for tumor resection, the only curative treatment, and most of the cases are diagnosed at an advanced stage of the disease, in which the 5-year survival is around 7%. Therefore, there is a clear need for the development of better diagnostic methods and more effective treatments for this neoplasia. Oncolytic adenoviruses are becoming a promising therapy for the treatment of aggressive cancers, such as PDAC. Promising results have been obtained in clinical trials, although complete antitumoral responses have not been reached and more potent but also more selective viruses are required. In this thesis, we have focused in some deregulations present in cancer cells in order to design tumor targeting strategies for adenoviruses. Specifically, the overexpression of matrix metalloproteases, the reactivation of embryonic pathways and the loss of tissue specific miRNA’s expression have been the rational for the genetic modifications that allow the control of viral replication at transductional, transcriptional and post-transcriptional levels. We have determined that the combination of different strategies is useful for obtaining safer adenovirus for a systemic administration while maintaining a significant antitumoral activity. We have also focused in conferring more potency to oncolytic adenoviruses. We hypothesized that deregulations of miRNA profiles in cancer cells may have a negative impact on the adenoviral cycle, reducing the antitumoral efficiency of the virus. With the objective to counteract these limitations, we performed a bioselection of a human miRNA adenoviral library, aiming to identify miRNAs that confer potency to the adenoviruses against PDAC. We identified that miR-99b and miR-485 improved viral gene expression and the formation of infective particles in PDAC through the direct or indirect regulation of cellular factors differentially expressed in neoplastic cells and non-tumoral cells. Therefore, the identification of miRNAs that improved viral fitness gave rise to more potent oncoselective viruses against PDAC.