Anticancro che blocca PD-1 e PD-L1 rinforza sistema immune

Ricerca scientifica finalizzata all'eradicazione o al controllo dell'infezione.
Dora
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Anticancro che blocca PD-1 e PD-L1 rinforza sistema immune

Messaggio da Dora » lunedì 4 giugno 2012, 15:18

La proteina PD-1 (Programmed Death-1), espressa sulla superficie delle cellule immunitarie, e l’interazione fra questa proteina e il suo ligando (PD-L1), espresso dalle cellule malate, sono molto studiate nella malattia da HIV, perché riuscire a bloccare questa interazione potrebbe da un lato fornire una strategia terapeutica per l’eradicazione del virus, dall’altro aiutare la ricostituzione immunitaria nelle persone con HIV.
Secondo un breve post di Robert Friedman scritto nel sito di Lafeuillade all’inizio di quest’anno (Targeting the PD-1 Pathway for HIV Eradication?), starebbero anzi per partire dei trial clinici.

La PD-1 è un regolatore negativo dell’attivazione e proliferazione dei linfociti T, in quanto svolge un ruolo attivo nella loro esaustione, che è uno stato di disfunzione causato dal cancro e da molte infezioni croniche. In un prossimo messaggio, cercherò di raccogliere qualche informazione sugli studi fatti su questa proteina nella patogenesi e possibile eradicazione dell'HIV. Intanto riporto una citazione da un messaggio di qualche mese fa:

Da Inizio 2012_il punto su reservoir, latenza ed eradicazione:

  • "REGOLATORI NEGATIVI DELL’ATTIVAZIONE DEI LINFOCITI T

    Nei pazienti con viremia soppressa dalla HAART, i CD4 che esprimono la proteina PD-1 (programmed death-1), un regolatore negativo della attivazione dei linfociti T, presentano livelli notevolmente più alti di HIV DNA integrato rispetto alle cellule prive di PD-1. Inoltre, l’inibizione della PD-1, messa in incubazione con anti-PD-1 o con l’anticorpo anti-PDL-1 (il ligando che si lega con la PD-1), ha portato al rilascio di virus da parte di CD4 quiescenti di pazienti in HAART soppressiva. Questo fa pensare che la PD-1 sia in grado di sopprimere attivamente la produzione di virus da parte delle cellule latentemente infette.
    Le cellule dendritiche o i monociti possono svolgere un ruolo cruciale, poiché esprimono i ligandi della PD-1 (PDL-1 e PDL-2), così come i ligandi di altri regolatori negativi."



Ho appena letto un comunicato stampa della Johns Hopkins University (Kimmel Cancer Center) in cui si racconta dei buoni risultati ottenuti in due trial clinici che hanno testato su più di 500 pazienti la capacità di rinforzare il sistema immunitario, quando questo deve reagire contro diverse forme di cancro (ai polmoni, alla pelle, ai reni), di due farmaci sperimentali che colpiscono proprio l'interazione fra la proteina PD-1 e il suo ligando.
L'idea alla base di questo tipo di immunoterapia è quella di non agire direttamente sul cancro, ma di bloccare un meccanismo che protegge le cellule cancerose dalla distruzione da parte del sistema immunitario.

Mi chiedevo, quindi, se questi due candidati farmaci potrebbero servire anche come booster del sistema immunitario di persone con HIV.


Questo il comunicato della Johns Hopkins.

CANCER THERAPY THAT BOOSTS IMMUNE SYSTEM READY FOR WIDER TESTING

Release Date: 06/02/2012

Investigators say treatment is safe, shrinks some tumors and marker may predict response

Two clinical trials led by Johns Hopkins Kimmel Cancer Center researchers in collaboration with other medical centers, testing experimental drugs aimed at restoring the immune system’s ability to spot and attack cancer, have shown promising early results in patients with advanced non-small cell lung cancer, melanoma, and kidney cancer. More than 500 patients were treated in the studies of two drugs that target the same immune-suppressive pathway, and the investigators say there is enough evidence to support wider testing in larger groups of patients.

Results of the Phase I clinical trials will be published online June 2 in the New England Journal of Medicine and presented at the 2012 American Society of Clinical Oncology Annual Meeting (Abstracts #2509 and #2510).

“Based on the positive response rates to these drugs and longevity of many of these responses, we believe that new clinical trials should move forward,” says Suzanne Topalian, M.D., professor of surgery and oncology at Johns Hopkins. Preliminary analysis shows that, among responding patients who were followed for more than one year, responses were maintained for more than one year in two-thirds of those treated on one trial and in half of those in the other trial.



The immune-based therapies tested in the two clinical trials, both made by Bristol-Myers Squibb, aim not to kill cancer cells directly, but to block a pathway that shields tumor cells from immune system components able and poised to fight cancer.

The pathway includes two proteins called programmed death-1 (PD-1), expressed on the surface of immune cells, and programmed death ligand-1 (PD-L1), expressed on cancer cells. When PD-1 and PD-L1 join together, they form a biochemical “shield” protecting tumor cells from being destroyed by the immune system. Another protein involved in the pathway and also expressed by cells in the immune system, programmed death ligand –2 (PD-L2), was originally discovered by Johns Hopkins investigators.

To make cancer cells more vulnerable to attack by the immune system, investigators tested each of two drugs -- BMS-936558, which blocks PD-1, and BMS-936559, which blocks PD-L1 -- in separate clinical trials conducted at multiple U.S. hospitals. The drugs are given intravenously in an outpatient clinic every two weeks, and patients can remain on the treatment for up to two years.

The PD-1 blocking drug was tested in 296 patients with various advanced cancers who had not responded to standard therapies. Of those patients receiving the anti-PD-1 therapy, 240 who started treatment by July 2011 were analyzed for tumor response. Significant tumor shrinkage was seen in 14 of 76 (18 percent) non-small cell lung cancer patients, 26 of 94 (28 percent) melanoma patients and nine of 33 (27 percent) kidney cancer patients.

In this trial, some patients experienced stable disease for six months or more, including five of 76 (seven percent) lung cancer patients, six of 94 (six percent) melanoma patients and nine of 33 (27 percent) kidney cancer patients. The investigators say that additional clinical studies will be needed to determine the drug’s potential impact on survival.

“This level of response in patients with advanced lung cancer, which is typically not responsive to immune-based therapies, was unexpected and notable,” says Julie Brahmer, M.D., associate professor of oncology at Johns Hopkins.

The anti-PD-L1 therapy also showed responses among 207 treated patients. Five of 49 (10 percent) non-small cell lung cancer patients, nine of 52 (17 percent) melanoma patients, and two of 17 (12 percent) kidney cancer patients responded.

“The positive results from both drugs give us a good indication that the PD-L1/PD-1 pathway is an important target for cancer therapy,” says Topalian.

The anti-PD1 therapy caused serious toxicities in 41 of 296 (14 percent) patients. Many of the toxicities were immune-related, including colon inflammation, thyroid abnormalities and three deaths from pneumonitis (lung inflammation). The investigators say they are working with colleagues across the country to develop better methods for early detection and effective treatment of pneumonitis. Other less severe toxicities included fatigue, itching and rash. The anti-PD-L1 therapy caused nine percent serious toxicities and no deaths.

Among patients receiving anti-PD-1, tumor samples collected from 42 study patients before they received the experimental therapy were evaluated at Johns Hopkins Medicine for molecular markers that may correlate with clinical response. The investigators found PD-L1, the partner protein to PD-1, in 25 of the 42 samples. Nine of the 25 patients with PD-L1-positive tumors experienced tumor shrinkage as compared with none of the patients with PD-L1 negative tumors.

“These early results indicate that PD-L1 expression in pretreatment tumor biopsies may correlate with clinical response to anti-PD-1 therapy, but more work needs to be done to confirm this, ” says Brahmer.

The two therapies targeting the PD-1/PD-L1 pathway are in the same class of so-called “antibody therapies,” which are made of proteins that target and bind to certain molecules on the cell surface. Other antibody therapies include such drugs as Erbitux, Herceptin, and Rituxan.

“We have just scratched the surface of laboratory and clinical research on these drugs,” says Topalian.

Ultimately, they envision boosting the effectiveness of the therapy by combining it with other anti-cancer agents, including cancer vaccines.

Funding for the clinical studies was provided by Bristol-Myers Squibb and Ono Pharmaceuticals Co., Ltd. Research support was provided by grants (CA142779 and CA006973) from the National Cancer Institute (NCI) at the National Institutes of Health (NIH) and the Melanoma Research Alliance.


In addition to Topalian and Brahmer, other investigators involved in the two studies include Charles G. Drake, M.D., Drew M. Pardoll, M.D., Ph.D., William H. Sharfman, M.D., Robert A. Anders, M.D., Ph.D., Janis M. Taube, M.D., Tracee L. McMiller, M.S., Haiying Xu, B.A., Shuming Chen, Ph.D., and Theresa M. Salay, B.S., from Johns Hopkins; Stephen Hodi, M.D., from the Dana Farber Cancer Center; Scott N. Gettinger, M.D., Lieping Chen, M.D., Ph.D., and Mario Sznol, M.D. from Yale University; David C. Smith, M.D., from the University of Michigan; David F. McDermott, M.D., and Michael B. Atkins, M.D., from Beth Israel Deaconess Medical Center; John D. Powderly, M.D., from the Carolina BioOncology Institute; Richard D. Carvajal, M.D., from Memorial Sloan Kettering Cancer Center; Jeffrey A. Sosman, M.D., and Leora Horn, M.D., from Vanderbilt University; Philip D. Leming, M.D., from Cincinnati Hematology-Oncology Inc.; David R. Spigel, M.D., from the Sara Cannon Research Institute/Tennessee Oncology; Scott J. Antonia, M.D., Ph.D., from the H. Lee Moffitt Cancer Center; Alan J. Korman, Ph.D., Maria Jure-Kunkel, Ph.D., Shruti Agrawal, Ph.D., Dan McDonald, M.B.A., Georgia D. Kollia, Ph.D., Ashok Gupta, M.D., Ph.D., Suresh Alaparthy, Ph.D., Joseph F. Grosso, Ph.D., Susan M. Parker, Ph.D., Stacie M. Goldberg, Ph.D., and Jon M. Wigginton, M.D., from Bristol-Myers Squibb; Scott S. Tykodi, M.D., Ph.D., Laura Q. M. Chow, M.D., Shailender Bhatia, M.D., Renato Martins, M.D., M.P.H., Keith Eaton, M.D., Ph.D., from the University of Washington and Fred Hutchinson Cancer Research Center; Wen-Jen Hwu, M.D., Ph.D., and Patrick Hwu, M.D., from the MD Anderson Cancer Center; Luis H. Camacho, M.D., M.P.H., from the St. Luke’s Episcopal Hospital Cancer Center; John Kauh, M.D., from the Winship Cancer Institute of Emory University; Kunle Odunsi, M.D., Ph.D., from the Roswell Park Cancer Institute; Henry C. Pitot, M.D., from the Mayo Clinic; Omid Hamid, M.D., from the Angeles Clinic.

Brahmer, Topalian, Drake and Pardoll have served as consultants to Bristol-Myers Squibb. Topalian is the Chief Scientific Officer of the Melanoma Research Alliance. The terms of these arrangements are being managed by the Johns Hopkins University in accordance with its conflict-of-interest policies.



nordsud
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Re: Anticancro che blocca PD-1 e PD-L1 rinforza sistema immu

Messaggio da nordsud » martedì 5 giugno 2012, 8:57

Dora ha scritto: L'idea alla base di questo tipo di immunoterapia è quella di non agire direttamente sul cancro, ma di bloccare un meccanismo che protegge le cellule cancerose dalla distruzione da parte del sistema immunitario.

Mi chiedevo, quindi, se questi due candidati farmaci potrebbero servire anche come booster del sistema immunitario di persone con HIV.[/size]
Se si danno una mossa i dubbi potrebbero essere diradati al più presto e verificare se le cellule hiv infette, come le cellule tumorali, hanno un meccanismo che le protegge dal sistema immunitario.



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Re: Anticancro che blocca PD-1 e PD-L1 rinforza sistema immu

Messaggio da Dora » martedì 5 giugno 2012, 10:14

nordsud ha scritto:
Dora ha scritto: L'idea alla base di questo tipo di immunoterapia è quella di non agire direttamente sul cancro, ma di bloccare un meccanismo che protegge le cellule cancerose dalla distruzione da parte del sistema immunitario.

Mi chiedevo, quindi, se questi due candidati farmaci potrebbero servire anche come booster del sistema immunitario di persone con HIV.
Se si danno una mossa i dubbi potrebbero essere diradati al più presto e verificare se le cellule hiv infette, come le cellule tumorali, hanno un meccanismo che le protegge dal sistema immunitario.
Da qualche anno la PD-1 è studiata in relazione all'infezione da HIV e c'è addirittura un trial clinico in partenza (ACTG 5301) - diretto da Hiroyu Hatano dell'UCSF - che usa un anticorpo anti-PD-1. Appena raccolgo le idee, scrivo qualcosa di più.

Nell'attesa, ho chiesto a un amico, che in questi giorni sta seguendo l'ASCO a Chicago, di cercare qualcuno di BMS per capire se abbiano in programma di provare questi due nuovi farmaci anche in persone con HIV. Mi ha risposto che è improbabile che ci riesca, perché le industrie farmaceutiche hanno terminato ieri le loro presentazioni. Ma io spero riesca comunque a parlare con qualcuno, perché i risultati della fase I sui CD8 di molti pazienti con diversi tipi di cancro che non rispondevano più alle chemio sono più che incoraggianti e immagino che nelle persone con HIV i dosaggi sarebbero completamente diversi.



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Re: Anticancro che blocca PD-1 e PD-L1 rinforza sistema immu

Messaggio da Dora » venerdì 7 dicembre 2012, 9:03

Dora ha scritto:Ho appena letto un comunicato stampa della Johns Hopkins University (Kimmel Cancer Center) in cui si racconta dei buoni risultati ottenuti in due trial clinici che hanno testato su più di 500 pazienti la capacità di rinforzare il sistema immunitario, quando questo deve reagire contro diverse forme di cancro (ai polmoni, alla pelle, ai reni), di due farmaci sperimentali che colpiscono proprio l'interazione fra la proteina PD-1 e il suo ligando.
L'idea alla base di questo tipo di immunoterapia è quella di non agire direttamente sul cancro, ma di bloccare un meccanismo che protegge le cellule cancerose dalla distruzione da parte del sistema immunitario.

Mi chiedevo, quindi, se questi due candidati farmaci potrebbero servire anche come booster del sistema immunitario di persone con HIV.
Lo studio sulla PD-1 costituisce un approccio alternativo rispetto al risveglio dell’HIV dalla latenza e al purging dei reservoir e rientra nel filone di studi che si propone di identificare e invertire i meccanismi che, nell’ospite, consentono al virus di andare in latenza. La Programmed cell Death protein 1 (PD-1) è un membro della famiglia dei CD28-CTLA 4, che sono dei regolatori dei linfociti T che agiscono negativamente sulla risposta infiammatoria: poiché la risposta infiammatoria può potenzialmente causare un danno, all’attivazione immunitaria si associano delle risposte immuno-regolatorie immediate e sovente molto forti, per esempio la sovra-regolazione delle vie che invertono lo stato di attivazione di una cellula (cioè i “regolatori negativi”). Si ritiene che queste cellule meno attivate possano vivere per tempi molto lunghi e contribuire alla persistenza dell’HIV.
L’espressione della PD-1 è sovraregolata nei CD4 e nei CD8 attivati insieme ai CD8 HIV-specifici. Inoltre, è stato dimostrato che i CD4 che esprimono la PD-1 sono un tipico reservoir dell’HIV. Infine, l’espressione della PD-1 sui linfociti T HIV-specifici si associa con l’esaustione dei linfociti T stessi e la progressione della malattia.
Si è quindi ipotizzato che somministrare un anticorpo anti-PD-1 possa far diminuire le dimensioni del reservoir latente perché fa aumentare la trascrizione dell’HIV e migliora il funzionamento dei CD8.


Avevo deciso di aspettare a scrivere di PD-1 che almeno partisse il trial della Hatano (ACTG 5301: uno studio in aperto di somministrazione di MK3475, un anticorpo anti-PD-1 della Merck già in fase clinica contro i tumori solidi e contro il melanoma in fase avanzata). Ma ancora non se ne sa nulla.

Sono però appena usciti due lavori che studiano la PD-1 e mi sembra che valga la pena vederli brevemente. Un lavoro è sui topi, e ne parlerò in un prossimo messaggio. Un altro lavoro è sugli uomini ed è stato pubblicato su JID di novembre: si tratta di un “major article” a firma di Hiroyu Hatano, Steven Deeks più vari altri ricercatori della University of California, San Francisco – tutte persone che da tempo si occupano delle relazioni fra attivazione immunitaria cronica, infiammazione e persistenza dell’HIV nonostante una terapia antiretrovirale efficace: Cell-Based Measures of Viral Persistence Are Associated With Immune Activation and Programmed Cell Death Protein 1 (PD-1)-Expressing CD4+ T cells.

In questo lavoro, Hatano e Deeks partono da tre ipotesi:
  • 1. la presenza di molti CD4 attivati nei tessuti linfoidi può probabilmente alimentare cicli isolati di nuove infezioni, pur in persone in terapia soppressiva;

    2. uno stato di infiammazione cronica può causare un malfunzionamento dei linfociti T HIV-specifici e dunque una relativa incapacità di distruggere le cellule infette;

    3. la sovraregolazione di certi “regolatori negativi” dell’attivazione dei linfociti T, quali ad esempio la PD-1, può essere un meccanismo che fa passare i CD4 appena infettati a uno stato di persistenza, invece che alla morte della cellula a causa dello stato di attivazione. L’espressione della PD-1 comporta che l’immunità HIV-specifica sia difettosa e i CD4 che esprimono la PD-1 siano pieni di DNA virale integrato.
Dato il ruolo dell’ambiente immunitario dell’ospite nel mantenimento della persistenza dell’HIV e nella determinazione delle dimensioni dei reservoir, e quindi la sua importanza cruciale all’interno di qualsiasi strategia di cura dell’infezione, l’idea di Hatano e Deeks è stata quella di andare a misurare con test ultrasensibili tre tipi di parametri in 190 persone con HIV in terapia soppressiva da una mediana di 31 mesi e valori mediani di CD4 pari a 523 cellule/ml:
  • • i livelli di HIV RNA sia nel plasma, sia associato alle cellule;
    • i livelli di DNA provirale;
    • l’immunofenotipo dei linfociti T (marker di attivazione/disfunzione cellulare: CD38, HLA-DR, CCR5 e PD-1).
Da queste misurazioni
  • • Non è emersa nessuna associazione fra i livelli di RNA virale nel sangue e i marker di attivazione immunitaria, definiti come co-espressione di CD38 e HLA-DR, come HLA-DR da solo o di CCR5 da solo, sia nei CD4, sia nei CD8; né sono emerse differenze significative in questi parametri immunologici quando sono state confrontate persone con livelli non rilevabili di HIV RNA nel sangue e persone con livelli bassi, ma rilevabili. Questa assenza di correlazione è in contrasto con quanto osservato da altri gruppi di ricerca, che usavano test ancora più sensibili ed è in contrasto con quanto si osserva nelle persone non in terapia.

    • Al contrario, i livelli di RNA associato alle cellule e di DNA provirale erano in correlazione con le frequenze dei linfociti T che esprimevano questi marker di attivazione. Ma si trattava di correlazioni modeste, che hanno spinto Hatano e Deeks a ipotizzare che ci siano altri fattori virologici e immunologici a contribuire a questa relazione.

    È stata osservata una associazione statisticamente significativa fra livelli di HIV DNA e frequenza di CD4 che esprimevano la PD-1 (questo è coerente con studi precedenti, che hanno portato a ipotizzare che i CD4 che esprimono la PD-1 siano un reservoir preferenziale dell’HIV in persone in terapia). Inoltre, si è vista una associazione fra DNA provirale e frequenza dei CD4 che esprimevano tutti i marker di attivazione. Invece, non si sono trovate associazioni significative fra livelli di RNA virale nel sangue e frequenza dei CD4 e dei CD8 che esprimevano la PD-1.

    • Per capire le interazioni fra ospite e virus nelle persone con alti e con bassi CD4, sono state confrontate le misure di persistenza virale e di attivazione/disfunzione immunitaria in persone con meno e con più di 350 CD4. Anche se i livelli di HIV RNA erano simili, quelli di RNA virale associato alle cellule e quelli di DNA provirale erano più alti nel gruppo di persone che aveva meno CD4.

    • Come ci si aspettava, chi aveva meno CD4 aveva anche frequenze più basse di CD4 naive e più alte di CD4 che esprimevano CD38, HLA-DR e CCR5. Soprattutto, chi aveva pochi CD4 aveva frequenze molto più alte di CD4 esprimenti la PD-1 (in particolare nel comparto dei CD4 memoria centrali).
Mettendo insieme questi risultati, Hatano e Deeks ne concludono che lo stato infiammatorio può essere o causa o conseguenza della persistenza virale. Definire i meccanismi che spiegano queste associazioni può suggerire nuovi modi per ridurre le dimensioni dei reservoir e/o il grado di attivazione/disfunzione immunitaria persistente. Se – come ritengono più probabile, visto il fallimento degli studi di intensificazione della ART nel modificare lo stato infiammatorio – è l’attivazione immunitaria che favorisce un maggior grado di persistenza virale (attraverso meccanismi diversi, dalla disponibilità di cellule-target alla perdita di funzionalità dei linfociti T, alla sovra-regolazione della PD-1), allora ogni intervento sul processo infiammatorio potrebbe avere degli effetti anche sulla persistenza dell’HIV.

Un obiettivo secondario di questa ricerca era la comprensione della relazione fra risposta dei CD4 alla terapia antiretrovirale e attivazione/disfunzione dei linfociti T per capire come intervenire nel caso degli immunologic non-responders. Si è osservato che le persone che mantenevano meno di 350 CD4 durante la ART non solo avevano livelli più alti di persistenza virale rispetto a chi aveva più di 350 CD4, ma avevano anche un’espansione del tipo di CD4 – soprattutto memoria - che esprimono i marker di attivazione. Questo a conferma di quegli studi che hanno dimostrato che il fallimento immunologico nonostante una ART che funziona si associa a un aumento della attivazione immunitaria e a un turnover dei CD4 memoria.

In teoria, l’attivazione cronica dei linfociti T può essere la ragione del mancato ritorno dei CD4 a livelli normali anche dopo anni di ART negli immunologic non responders, perché questa attivazione – diminuendo il collagene, che consente l’accesso dei CD4 all’IL-7 che serve loro per proliferare - ha effetti distruttivi sulla struttura del tessuto linfoide.



Dora
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Re: Anticancro che blocca PD-1 e PD-L1 rinforza sistema immu

Messaggio da Dora » sabato 8 dicembre 2012, 8:26

L’altro articolo cui accennavo sopra è un lavoro dell’Università del Colorado appena pubblicato sul Journal of Immunology (In Vivo Blockade of the PD-1 Receptor Suppresses HIV-1 Viral Loads and Improves CD4+ T Cell Levels in Humanized Mice): qui vengono studiati gli effetti del blocco della PD-1 sulla viremia e sui CD4 di topi umanizzati.
Questa ricerca conferma nei topi il ruolo della PD-1 descritto sopra e il razionale della sperimentazione clinica che la UCSF dovrebbe avere in partenza: se si riesce a far diminuire il numero di CD4 che esprimono la PD-1 mediante un anticorpo che la blocchi, diminuisce la viremia dell’HIV e aumenta il numero dei CD4.


Inoltre, questo lavoro è stato fatto in collaborazione con BMS, che ha avuto i successi contro il cancro con i suoi anticorpi anti-PD-1 di cui si parla nel primo messaggio di questo thread. Credo quindi che valga la pena di raccontarlo.

Si sa da metà anni 2000 che se, usando in vitro un anticorpo monoclonale, si blocca l’interazione fra la PD-1 e il suo ligando (PD-L1), questo aumenta la capacità dei linfociti T HIV-specifici di proliferare e di produrre citochine, attività che sono entrambe correlate con il controllo della replicazione virale.
Finora, tuttavia, gli studi sulla ricostituzione immunitaria nell’infezione da HIV erano possibili soltanto su modelli di scimmie infette da SIV o da SHIV, oppure in trial clinici su esseri umani. Mancava un modello murino adatto per testare in vivo l’efficacia di reagenti che bloccano la PD-1 sulla progressione della malattia, intesa come viremia persistente e diminuzione dei CD4.
Brent Palmer, Ramesh Akkina e colleghi hanno però potuto sfruttare gli ultimi progressi fatti nello sviluppo dei topi umanizzati, che consentono una ematopoiesi di cellule umane completa e continuata, che dà modo di studiare l’efficacia in vivo delle immunoterapie e della connessa ricostituzione immunitaria, e hanno così potuto analizzare una strategia immunomodulante di trattamento dell’infezione da HIV basata su anticorpi.

Quello che la loro ricerca ha evidenziato è che

  • • Nel loro modello di topi umanizzati infetti da HIV-1, la PD-1 è risultata espressa da una percentuale di CD4 e CD8 molto elevata.

    • Somministrando un anticorpo monoclonale prodotto da BMS che blocca il meccanismo di azione della PD-1 agendo contro il PD-L1, le viremie plasmatiche crollano (in media di 269 volte, ma si è vista una diminuzione da più di 1 milione a meno di 1000 copie) e si mantengono basse anche a un mese dalla sospensione del trattamento (nei topi di controllo si è avuto un andamento standard delle viremie: prima molto alte poi, con il crollo dei CD4, si sono stabilizzate).

    • I CD4 sono aumentati con percentuali variabili (in alcuni topi molto, in altri meno, ma comunque di 2,5-3 volte; nei controlli, come atteso, sono progressivamente diminuite fino a dimezzarsi) e sono rimaste alte a ben due mesi dalla sospensione del trattamento.

    • Analoga sorte è toccata alla percentuale dei CD8.

    • Le viremie e le percentuali di CD4 e CD8 sono state valutate per capire se esista una associazione fra linfociti T e replicazione virale: quando si sono osservate le percentuali dei T e le viremie nel sangue in dati momenti durante il trattamento, si è trovata una correlazione inversa molto forte fra viremie e CD4 e CD8. Invece, nei topi non trattati non si è trovato nulla del genere. Come ci si aspettava, questo suggerisce che i livelli di replicazione del virus nei topi non trattati sono correlati direttamente con il numero dei CD4, e ciò implica che più CD4 da infettare ci sono, più è alta la viremia nel sangue.

    • Presi tutti insieme, questi dati fanno ipotizzare che i linfociti T resi più forti nei topi trattati con l’anti-PD-L1 mAB sopprimano la replicazione del virus.

    • Per capire meglio in che modo il trattamento con l’anti-PD-L1 abbia aumentato i CD4 e diminuito le viremie plasmatiche, è stata determinata la percentuale di CD4 e CD8 naive, memoria centrali, memoria effettori e memoria effettori terminalmente differenziati. Dopo 4 settimane di trattamento, la percentuale dei CD4 naive era quasi raddoppiata (da 19 a 35%), mentre quella dei CD8 naive era aumentata dal 23 al 38%. A un mese dalla fine del trattamento, i CD4 memoria centrali erano più che raddoppiati (da 8 a 17,5%) e, parallelamente, erano aumentati i CD8 memoria centrali. Al contrario, sia i CD4, sia i CD8 memoria effettori sono diminuiti e stessa sorte è toccata a CD4 e CD8 effettori terminalmente differenziati. Ne è stata tratta l’ovvia conclusione che l’espansione dei linfociti T naive e memoria centrali sia quel che ha contribuito all’aumento dei linfociti T e al controllo della replicazione virale.

    • Sempre per capire in che modo il blocco del meccanismo di azione della PD-1 influenzi il corso dell’infezione nei topi umanizzati, sono stati studiati i livelli nel sangue delle citochine Th1 (IFN-γ, TNF-α, IL-12 P70) e Th2 (IL-13, IL-10, IL-5). Nei topi non infetti, sia le Th1, sia le Th2 erano o irrilevabili o comunque molto basse. Dopo l’infezione, ma prima del trattamento con l’anti-PD-L1, tutte erano rilevabili e in qualche caso alte (soprattutto l’IFN-γ). Mentre le citochine Th2 sono rimaste invariate dopo una settimana di trattamento, le Th1 hanno iniziato ad aumentare e così è stato fino alla fine del trattamento e oltre. Conclusione: se si blocca la PD-1, si ha una produzione di citochine Th1, ma non Th2.

    • Non si sono rilevati effetti collaterali, neppure nei topi che sono stati trattati con maggiori quantità di mAB e per un tempo più lungo.


In conclusione, quello che questa ricerca mette in luce è che, se si attacca il PD-L1 con un anticorpo monoclonale, la replicazione dell’HIV diminuisce in modo sostanziale e i CD4 aumentano. In particolare, aumenta la percentuale di linfociti T naive e memoria centrali (questi ultimi sono usati come indicatore di ricostituzione immunitaria durante la ART).

Il crollo delle viremie fa ipotizzare che una risposta più vigorosa dei linfociti T eserciti in vivo una pressione sulla replicazione del virus. Inoltre, il fatto che le viremie abbiano avuto un rebound dopo la sospensione del trattamento fa pensare che sia stato l’aver bloccato la PD-1 che ha fatto aumentare la funzionalità dei linfociti T HIV-specifici, la quale a sua volta ha comportato un controllo della replicazione virale.
Messi insieme, questi dati fanno concludere che i topi trattati con l’anti-PD-L1 mAB abbiano montato delle efficaci risposte dei linfociti T HIV-specifici, che hanno soppresso la replicazione del virus.



nordsud
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Re: Anticancro che blocca PD-1 e PD-L1 rinforza sistema immu

Messaggio da nordsud » domenica 9 dicembre 2012, 8:34

Questo anticancro - drug, JQ1- è una novità ?

Cancer Drug Shows Promise in Eradicating Latent HIV Infection

http://www.sciencedaily.com/releases/20 ... 103543.htm



Dora
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Re: Anticancro che blocca PD-1 e PD-L1 rinforza sistema immu

Messaggio da Dora » domenica 9 dicembre 2012, 8:55

nordsud ha scritto:Questo anticancro - drug, JQ1- è una novità ?

Cancer Drug Shows Promise in Eradicating Latent HIV Infection

http://www.sciencedaily.com/releases/20 ... 103543.htm
Sì. Ma l'articolo che descrive l'uso del JQ1 per riattivare l'HIV e l'editoriale di Siliciano che l'accompagna sono così difficili che non ho ancora capito come trattarli.
Per ora siamo a livello di J-Lat e di indagine sui meccanismi attraverso i quali questa piccola molecola induce la trascrizione del virus latente.
Se mi viene in mente un modo per scriverne senza dire troppe idiozie, apro un thread.

Per adesso, accontentatevi di questa notizia dell'agosto scorso: JQ1, la pillola maschile, nuovo metodo anticoncezionale per l'uomo.

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P.S. per tornare al tema del thread: sto leggendo uno "stato dell'arte" di Barton - Margolis su Prospects for Treatment of Latent HIV appena pubblicato su Clinical Pharmacology & Therapeutics (cioè Nature). Qui si dà una notizia che mi mancava per completare il post sul trial clinico della Hatano sulla PD-1, ed è una notizia per nulla confortante:
  • A clinical trial in development to determine the effect of PD-1 antibodies on persistent infection in ART-treated patients is currently delayed by unanswered safety concerns arising from observed toxicities following the use of the drug in oncology trials.


Può darsi che il problema stia proprio e specificamente in quell'anticorpo monoclonale della Merck e non in altri (quelli di BMS, infatti, non sembrano aver dato problemi), però il fatto è che il trial non parte.



Dora
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Re: Anticancro che blocca PD-1 e PD-L1 rinforza sistema immu

Messaggio da Dora » lunedì 10 dicembre 2012, 10:20

Ho finito di leggere lo "state of the art" di Barton, Margolis e colleghi della University of North Carolina, Chapel Hill e credo possa essere utile riportare qui il paragrafo dedicato alla PD-1 e all'inversione dell'esaurimento immunitario.

  • Reversal of immune exhaustion

    The pathogen-specific immune response to HIV is determined by the T-cell receptor major histocompatibility complex–peptide complexes formed during antigen presentation and subsequent binding of positive or negative costimulatory molecules to their specific receptors or ligands. Despite clinically successful ART, viral antigenemia persists at low levels, causing T cells to gradually lose their effector functions, including cytotoxicity and cytokine secretion, as well as their proliferative capacity.

    Progressive functional impairment of T cells, called immune exhaustion, is a hallmark of HIV infection and appears to be multifactorial.64 Inhibitory receptors involved in T-cell exhaustion are potential targets for immunotherapeutic strategies that, if effective, could reverse immune exhaustion and allow patients to control HIV without ART. Among these, PD-1 is among the best studied and the one most likely to be relevant for near-term immunotherapy. Figure 3 shows a schematic representation of the receptors involved in immune responses and details the use of anti-PD-1 antibodies as a potential therapy that may reverse immune exhaustion during chronic HIV infection.

    Barber and colleagues demonstrated the potential application of anti-PD-1 antibodies for HIV therapy when they observed improved T-cell function after blocking the PD-1 receptor in mice. Subsequently, two studies demonstrated restoration of CD4- and CD8-specific responses and cytokine production in vitro upon blocking PD-1.

    Furthermore, Petrovas and colleagues demonstrated that cytotoxic T lymphocytes expressing PD-1 were more susceptible to apoptosis, although it remains unclear whether blocking PD-1 improves T-cell survival. In vivo blockade of PD-1 in chronically simian immunodeficiency virus–infected rhesus macaques resulted in no changes in SIV-specific T-cell function or numbers after a single injection of PD-1 antibody, whereas enhanced SIVspecific immune responses were observed after four repeated injections.

    Clinical trials for hematological malignancies using antibodies to block the interaction between the PD-1 receptor and its ligand (PD-L1) have recently been reported, with administration of a humanized anti-PD-1 antibody resulting in a sustained increase in CD4+ T-cell counts after a single dose and restoration of T-cell responses.

    Furthermore, there have been encouraging results from the use of an anti-PD-1 antibody as an adjuvant in lentiviral vaccines to enhance antigen-specific immune responses. However, concerns about using PD-1 blockade as a therapeutic approach for HIV infection include the possibility that enhancing antiviral responses by blocking PD-1 could also enhance activation in an already preactivated system.

    Despite the high expression of PD-1 in exhausted T cells during HIV infection, its heterogeneous expression in distinct cellular subsets and tissues and the observation that blockade of PD-1 results in only partial restoration of T-cell function suggest a complex system in which additional inhibitory mediators may interact. In support of this, it was reported that simultaneous blockade of PD-1 and another inhibitory molecule in mice improved viral control and cytotoxic-T-lymphocyte function better than blocking PD-1 alone.

    Furthermore, because immune exhaustion is gradual, inhibitory receptors accumulate over time on T-cell membranes, and this correlates with HIV viral load better than expression of a single molecule. Therefore, inhibition of PD-1 may need to be combined with additional therapies for patients to regain full T-cell function.

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Dora
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Re: Anticancro che blocca PD-1 e PD-L1 rinforza sistema immu

Messaggio da Dora » martedì 13 agosto 2013, 20:49

Oggi mi è capitato di leggere un articolo di Perno e colleghi appena uscito su AIDS, una breve serie di Highlights on HIV eradication in 2013.
Con un certo raccapriccio, ho riletto la stessa frase su due trial ACTG dedicati all'anticorpo anti-PD1 della Merck e a quello anti-PD-L1 di BMS che mi ero trovata a leggere in diverse occasioni fra gennaio e febbraio scorso:
  • Currently, the AIDS Clinical Trials Group (ACTG) has in development two research protocols aimed at reversing PD-1 in virologically suppressed patients by using anti-PD-1 antibody (MK-3475) and the anti-PD-L1 antibody (BMS-936559). The results of these clinical trials will shed light on the possibility to take into account immunotherapeutic interventions as an approach towards the functional cure of HIV infection.
Si tratta dei trial A5301 (Anti-PD-1 Antibody (MK3475) for Reducing the HIV Latent Reservoir) e A5326 (Anti-PD-L1 Antibody (BMS-936559) in HIV-1 Infected Subjects on Suppressive cART) che ancora lo scorso marzo venivano dati "in sviluppo".

Se ad agosto siamo ancora allo stesso punto, chissà se e quando riusciranno a partire.

Peccato, perché
  • Few data are published about the possibility to reverse immune exhaustion using antibodies against programmed cell death protein 1 (PD-1) or its ligand.
    The interaction between PD-1 with its ligand (PD-1L) has been shown to inhibit activation, expansion and acquisition of effector functions of HIV-specific T-cells, whereas PD-1 expression has been shown to correlate with the size of HIV-1 cellular reservoir. A recent ‘proof-of-concept’ study in a humanized mouse model of HIV infection showed that blocking PD-L1 led to significant reductions in HIV viral load and preservation of CD4+ T-cell counts without apparent adverse effects
    (cfr. http://www.hivforum.info/forum/viewtopi ... 764#p27764).
Fra l'altro, i dati che la Merck ha portato all'ASCO in giugno su sicurezza ed efficacia (fase Ib) dell'MK-3475 nel melanoma avanzato parrebbero ridimensionare la paura di tossicità.



Dora
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Re: Anticancro che blocca PD-1 e PD-L1 rinforza sistema immu

Messaggio da Dora » domenica 22 dicembre 2013, 9:43

LA STRATEGIA DI BRISTOL-MYERS SQUIBB PER ARRIVARE A UNA CURA

Finalmente qualcosa si muove sul fronte PD-1/PD-L1!
Quando un anno e mezzo fa ho aperto questo thread, l’ho fatto con una domanda:

Dora ha scritto:Ho appena letto un comunicato stampa della Johns Hopkins University (Kimmel Cancer Center) in cui si racconta dei buoni risultati ottenuti in due trial clinici che hanno testato su più di 500 pazienti la capacità di rinforzare il sistema immunitario, quando questo deve reagire contro diverse forme di cancro (ai polmoni, alla pelle, ai reni), di due farmaci sperimentali che colpiscono proprio l'interazione fra la proteina PD-1 e il suo ligando.
L'idea alla base di questo tipo di immunoterapia è quella di non agire direttamente sul cancro, ma di bloccare un meccanismo che protegge le cellule cancerose dalla distruzione da parte del sistema immunitario.

Mi chiedevo, quindi, se questi due candidati farmaci potrebbero servire anche come booster del sistema immunitario di persone con HIV
Ora la risposta è arrivata. È uno squillante “SÌ!” e segna anche la vittoria di Bristol-Myers Squibb nella gara con Merck per vedere chi arriva primo a sperimentare su uomini un anticorpo anti-PD-1 o anti PD-L1 all’interno di una strategia di cura dell’infezione da HIV.

A un anno dallo studio sugli effetti della rottura dell’asse PD-1/PD-L1 sulla viremia e sui CD4 di topi umanizzati di cui abbiamo parlato in questo stesso thread, BMS ha infatti portato al workshop sui reservoir di Miami una relazione dedicata al suo anticorpo monoclonale anti-PD-L1 chiamato BMS-936559 e contestualmente ha annunciato l’inizio del trial ACTG-5326 (sull’α-anti-PD-L1 in persone con viremia dell’HIV soppressa dalla ART) per il primo trimestre del 2014.

La ricerca sui topi dell’anno scorso aveva portato a concludere che, se si attacca il PD-L1 con un anticorpo monoclonale, la replicazione dell’HIV diminuisce in modo sostanziale e i CD4 aumentano. In particolare, aumenta la percentuale di linfociti T naive e memoria centrali (questi ultimi sono usati come indicatore di ricostituzione immunitaria durante la ART).
Il crollo delle viremie aveva fatto ipotizzare che una risposta più vigorosa dei linfociti T eserciti in vivo una pressione sulla replicazione del virus. Inoltre, il fatto che le viremie abbiano avuto un rebound dopo la sospensione del trattamento aveva fatto pensare che sia stato l’aver bloccato la PD-1 che ha fatto aumentare la funzionalità dei linfociti T HIV-specifici, la quale a sua volta ha comportato un controllo della replicazione virale.
Messi insieme, questi dati avevano portato alla conclusione che i topi trattati con l’anti-PD-L1 mAB abbiano montato delle efficaci risposte dei linfociti T HIV-specifici, che hanno soppresso la replicazione del virus.

A Miami, dunque,



Ora che J.Levin ha messo a disposizione le slides delle due presentazioni, è possibile parlarne avendo in mano qualcosa di più dei due abstract.
Andiamo per ordine.

Nello studio sui macachi, 13 scimmie sono state infettate con SIVmac251 e poi messe in terapia antiretrovirale con 4 farmaci (tenofovir, emtricitabina, raltegravir e atazanavir – un modello di soppressione dell’SIV diverso da quello seguito da Savarino, come si vede). Dopo almeno 6 mesi della terapia, se l’SIV RNA era inferiore alle 50 copie/mL e i CD4 più di 500, le scimmie sono state randomizzate in modo da ricevere o l’anticorpo anti-PD-L1 (8 scimmie), o un placebo (5). Sono state somministrate 5 dosi di anticorpo in 2 settimane. Poi, dopo circa 6 settimane, è stata sospesa la ART. Il rebound della viremia si è verificato dopo circa 3 mesi.
Dal punto di vista della sicurezza del trattamento, non si sono visti effetti avversi di alcun tipo e l’anticorpo è stato tollerato bene.
Dal punto di vista dell’efficacia, le scimmie che hanno risposto al trattamento con BMS-936559 hanno avuto un rebound più lento (di una decina di giorni) sia di quelle che non hanno risposto, sia di quelle che hanno ricevuto il placebo, e hanno mantenuto una viremia inferiore alle 1000 copie per più di 3 settimane. In sostanza, 4 su 8 delle scimmie trattate con BMS-936559 hanno avuto una diminuzione di più di 1,5 log nella viremia rispetto al periodo pre-ART. Fra queste scimmie, 2 hanno mantenuto viremia irrilevabile per circa un mese dopo un rebound iniziale.
Rimangono da continuare a monitorare le viremie e da determinare gli effetti dell’anticorpo anti-PD-L1 sulla funzionalità dei linfociti T e sul reservoir latente.

Questo è il modello tratto dallo studio:

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Veniamo ora al programma di BMS, che prevede una doppia strategia per arrivare a una cura funzionale:

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  • 1. Da un lato, la ricerca di nuove molecole in grado di riattivare il virus latente in molti (se non tutti) i modelli di latenza dell’HIV, di farlo in una grande quantità di cellule latentemente infette e senza causare attivazione generale dei linfociti T.
    Per far questo, BMS sta sia sviluppando dei test per misurare l’HIV latente, sia testando in vitro l’attività antilatenza di una serie di sostanze su J-Lat e su cellule primarie, e anche ex vivo su cellule di pazienti con HIV.

    2. Dall’altro lato, la seconda barriera per raggiungere una cura funzionale è l’esaurimento dei linfociti T, che ne causa una progressiva perdita di funzionalità. In questo caso, il meccanismo che costituisce l’asse fra la PD-1 e il suo ligando è un obiettivo chiave, per il quale si è già visto che

    • - il blocco dell’asse della PD-1 migliora i tassi di risposta a diversi trattamenti anti-cancro;
      - in uno studio randomizzato e controllato con placebo di somministrazione con dosi ascendenti dell’anti-PD-1 (BMS-936558) a persone con infezione cronica da HCV, 3 persone su 54 hanno avuto una diminuzione di più di 4 log dell’HCV RNA e 1 ha mantenuto viremia irrilevabile per più di un anno dopo il trattamento – risposte sporadiche, è vero, ma che hanno fornito la proof of concept per il blocco del meccanismo della PD-1 in una infezione virale cronica in esseri umani;
      - bloccare l’asse PD-1/PD-L1 in macachi con SIV e non in ART ha portato a una diminuzione transitoria della viremia, a un miglioramento dei numeri e della funzionalità dei linfociti T e B e ad una più lunga sopravvivenza. Questo è stato fatto nel 2009 e ha portato allo studio sui macachi con viremia soppressa dalla ART di cui abbiamo parlato qui.


In base ai risultati descritti, BMS ha dunque in partenza per inizio 2014 un trial (ACTG-5326) il cui obiettivo è arrivare a una cura funzionale dell’infezione da HIV: Safety, Pharmacokinetics and Immunotherapeutic Activity of an Anti-PD-L1 Antibody (BMS-936559) in HIV-1 Infected Subjects on Suppressive cART: a Pilot, Double-Blind, Placebo-Controlled, Single Ascending Dose Study.

Il team di ricercatori che presiederà alla sperimentazione è di tutto rispetto: Joe Eron e Cynthia Gay della University of North Carolina, Chapel Hill, Ronald Bosch di Harvard, John Coffin della Tufts, Richard Koup degli NIH, e John Mellors della University of Pittsburg.

Le ipotesi da cui la sperimentazione partirà sono che singole dosi dell’anticorpo monoclonale anti-PD-L1

  • - saranno sicure e ben tollerate dai pazienti con HIV-1 e viremia plasmatica soppressa dalla ART;
    - miglioreranno le risposte immuni HIV-1 specifiche, che a loro volta promuoveranno la distruzione delle cellule che esprimono l’HIV-1 e
    - ridurranno la viremia persistente.


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D’obbligo l’appello alla cautela: anche se il modello usato di macachi con SIV è ben caratterizzato, è possibile che si scopra che non può essere automaticamente tradotto su esseri umani.

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