Dans un article récent publié dans Molécules, les chercheurs discutent de l’utilisation de virus oncolytiques (VO) en combinaison avec des nanomatériaux comme nouvelle approche du traitement du cancer. Leur utilisation combinée a le potentiel de surmonter les limites de chaque utilisation individuelle, telles que les effets secondaires des OV et la capacité tumoricide inadéquate des nanomédicaments.
De plus, ils se sont enquis des mécanismes de fonctionnement et de l’application des OV en combinaison avec des nanomatériaux et ont résumé les avancées scientifiques pour prédire les tendances futures dans ce domaine de recherche critique.
Étude: Unir nos forces : l’application combinée des virus thérapeutiques et des nanomatériaux dans le traitement du cancer. Crédit d’image : Anucha Cheechang/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
Malgré des progrès substantiels dans le diagnostic et le traitement du cancer, améliorer leur efficacité tout en réduisant les effets secondaires reste une tâche ardue.
Par exemple, les thérapies d’édition de gènes utilisant des vecteurs viraux, tels que les adénovirus et les lentivirus, délivrent avec succès des gènes thérapeutiques dans les cellules cancéreuses cibles ; cependant, leur efficacité dans certaines tumeurs reste limitée. De plus, ils comportent des risques, tels que des mutations non ciblées, qui pourraient provoquer des réponses immunitaires inattendues et des problèmes éthiques.
Virus oncolytiques et leurs utilisations thérapeutiques
Le microenvironnement tumoral (TME) échappe efficacement à la surveillance du système immunitaire, facilitant ainsi la croissance du cancer et les métastases. L’un des mécanismes implique la sécrétion d’agents immunosuppresseurs, tels que le facteur de croissance tumorale bêta (TGF-β) et l’interleukine-10 (IL-10) par les cellules tumorales, qui inhibent directement l’activité des cellules immunitaires.
Les cellules tumorales peuvent également recruter d’autres cellules immunosuppressives, telles que les cellules myéloïdes suppressives (MDSC) et les lymphocytes T régulateurs (Tregs), qui suppriment les cellules immunitaires attaquant la tumeur.
Les OV traversent cet environnement immunosuppresseur via deux voies. Premièrement, ils infectent et lysent sélectivement les cellules tumorales (lyse directe), ce qui induit l’apoptose des cellules tumorales. Deuxièmement, les OV peuvent effectuer une thérapie génique. A titre d’exemple, les VO porteurs du gène du facteur de stimulation des colonies de granulocytes et de macrophages (GM-CSF) infectent simultanément de nombreuses cellules tumorales, qui expriment ensuite ce gène et recrutent des cellules dendritiques (DC) et des macrophages, ce qui détruit finalement les cellules tumorales marquées par des anticorps. -infiltration.
Lorsque les OV sont utilisés en tandem avec la radiochimiothérapie, les deux renforcent mutuellement leurs effets thérapeutiques. La radiochimiothérapie réduit les effets de suppression immunitaire des cellules tumorales ; ainsi, davantage de VO infectent les cellules tumorales.
Cette infiltration induit l’apoptose des cellules tumorales, facilitant la pénétration plus profonde des agents radiochimiothérapeutiques dans la masse tumorale, augmentant ainsi leur efficacité. De plus, les VO améliorent les réponses immunitaires antitumorales et, grâce à la radiochimiothérapie, ils aident à vaincre la résistance des tumeurs au traitement.
Un exemple remarquable de l’application synergique des OV et de la radiochimiothérapie est l’utilisation combinée du virus oncolytique de l’herpès simplex (HSV) et du témozolomide (TMZ), un agent radiochimiothérapeutique, dans une étude de Fan et al.
Ils ont montré que cette approche thérapeutique diminuait la viabilité des cellules cancéreuses du sein, arrêtait le cycle cellulaire, induisait l’apoptose des cellules tumorales et accentuait in vitro Réponse aux dommages à l’ADN.
De même, lorsqu’ils sont combinés à une thérapie par point de contrôle immunitaire, par exemple une thérapie anti-Mort cellulaire programmée 1 (PD1)/Ligand de mort cellulaire programmée 1 (PD-L1), les VO convertissent les tumeurs « froides » en tumeurs « chaudes », qui sont plus sensibles au système immunitaire. thérapie par inhibiteur de point de contrôle.
L’innovation de la thérapie cellulaire adoptive (ACT) consiste à fournir aux patients atteints de cancer d’énormes cellules immunitaires spécifiques à la tumeur pour aider à éliminer les cellules cancéreuses résiduelles. Des études précliniques ont montré que les VO avec ACT détiennent un immense potentiel dans divers types de cancers.
Par exemple, Huang a évalué l’efficacité in vitro et in vivo de l’OAd-IL7 et du B7H3-CAR-T séparément et en combinaison avec le glioblastome. Chez la souris, ce traitement a prolongé la survie et réduit la charge tumorale.
Les modèles animaux ont également montré l’efficacité et la durabilité de l’utilisation de virus bio-nanoporteurs comme modalité de traitement des tumeurs. Par exemple, le vaccin contre le virus du papillome humain (VPH) est un virus immunitaire largement utilisé pour prévenir le cancer du col de l’utérus. De même, les particules pseudo-virales (VLP) constituent une alternative intéressante et plus sûre aux virus immunitaires. Une étude de Nooraei et al. ont montré que les VLP pouvaient également servir de nanoporteurs de médicaments.
Thérapie combinée avec des OV et des nanomatériaux
Les méthodes de prétraitement basées sur les nanoparticules améliorent considérablement l’efficacité de la thérapie OV. Les techniques de modification de ligand ciblant la surface améliorent la sélectivité et l’infectiosité des OV.
Quelques exemples incluent la modification du PEG (PEGylation), qui réduit la probabilité de reconnaissance du virus par le système immunitaire de l’hôte.
De même, l’encapsulation d’un adénovirus oncolytique (OAds) exprimant le ligand induisant l’apoptose lié au TNF (TRAIL) dans des hydrogels de gélatine prolonge l’activité antitumorale de l’OV.
De plus, la combinaison de nanoparticules d’acide ursolique (UA-NP) améliore la cytotoxicité apoptotique du virus oncolytique de la rougeole (MV) contre les cellules cancéreuses du sein. Un exemple de nanoparticules magnétiques, une autre frontière en plein essor dans le traitement du cancer, sont les nanoparticules d’oxyde de fer magnétique (MION) recouvertes de PEG qui encapsulent les OAds.
Ces stratégies sont en optimisation continue ; cependant, même peu de progrès dans ce domaine indiquent que le spectre d’application de l’OV s’élargit dans le traitement du cancer.
Les bio-nanotransporteurs sont des systèmes de distribution qui encapsulent des médicaments, des gènes et des immunothérapies dans des supports à l’échelle nanométrique. Quelques exemples sont les liposomes [CCL2 and polyethylene glycol (PEG)] et des nanoparticules polymères qui encapsulent les OV, ce qui améliore leur stabilité au sein de la cible (patient) et favorise leur diffusion et leur libération.
De nombreuses tumeurs ont une faible immunogénicité contre laquelle les liposomes chargés de CCL2 préparés en laboratoire ont montré une efficacité prometteuse chez la souris.
Ils encapsulent les OAds, une nouvelle stratégie d’immunothérapie qui améliore l’infiltration et l’activation des monocytes dans les tissus tumoraux, la réponse immunitaire antitumorale et inhibe la croissance tumorale.
De même, les cellules souches mésenchymateuses (CSM) sont des véhicules de distribution prometteurs qui transportent les OV directement vers les sites tumoraux. De plus, leurs protéines d’adhésion de surface peuvent se lier aux nanoparticules, les masquant ainsi efficacement, une interaction qui optimise la libération des OV.
De plus, les vésicules extracellulaires dérivées des MSC (MSC-EV) peuvent aider à traiter les maladies cardiaques, hépatiques et neurologiques. Ils représentent également une alternative plus sûre et plus stable aux MSC pour la délivrance de médicaments anticancéreux.
Certains transporteurs inorganiques, tels que les VO biominéralisés au phosphate de calcium, améliorent leur stabilité et leur activité thérapeutique, et l’ajout de nanoparticules d’oxyde de fer magnétique (FeO) à ces aides cible les cellules d’ostéosarcome humain.
Les nano-aimants dérivés de bactéries magnétiques constituent une autre approche innovante qui facilite l’entrée des OV dans les tissus tumoraux sous l’influence d’un champ magnétique externe, améliorant ainsi ses effets thérapeutiques.
Conclusions
En conclusion, la thérapie virale avec des nanomatériaux produit un effet synergique et a le potentiel exceptionnel de révolutionner les thérapies anticancéreuses actuellement utilisées.
Les recherches futures devraient se concentrer sur l’amélioration de la précision du ciblage des tumeurs, ce qui nécessite des progrès dans le développement des VO et de la conception des nanomatériaux et contribuera à réaliser le rêve d’une thérapie anticancéreuse de précision à l’avenir.
L’augmentation de la capacité des nanomatériaux à transporter des médicaments pourrait contribuer à améliorer les résultats thérapeutiques des thérapies anticancéreuses sans augmenter les doses. Cependant, il est essentiel de s’attaquer aux réponses immunitaires à ces traitements.