Evaluering af sikkerheden og tolerabiliteten af ​​en kombination af to HIV-inducere hos patienter med uopdagelig viral belastning (SYNACTHIV)

Antiretroviral kombinationsterapi (cART) er potent, men ikke helbredende. cART kræver livslang overholdelse. Selvom der kan eksistere flere reservoirer, anerkendes HIV-1 reservoirerne, der indeholder stabilt integrerede, transkriptionelt tavse, men replikationskompetente provira, at dominere blandt inficerede CD4+ T-celler. De er derfor en permanent kilde til virusreaktivering og kan være ansvarlige for rebound af plasmaviræmi observeret efter cART-afbrydelse. Vedholdenhed af virkelig latent (dvs. ikke-defekte) HIV-1-provira repræsenterer en stor hindring for udryddelse, som antydet af svigtende cART-intensiveringsstrategier til at rydde de virale reservoirer. Faktisk fremstår niveauerne af HIV-1 reservoirer som en af ​​de kritiske faktorer, der påvirker varigheden af ​​en remission efter cART-ophør 4. Som følge heraf er et fald i HIV-1 latent reservoirstørrelse til et niveau, der er tilstrækkeligt til at tillade en effektiv kontrol af infektion af værtens immunsystem kan tillade afbrydelser i behandlingen ("behandlingsfri vinduer"). Reaktivering af HIV-genekspression i latent inficerede celler sammen med en effektiv eller intensiveret cART kunne tjene som en adjuverende terapi rettet mod at eliminere/reducere puljen af ​​latente virale reservoirer.

Kromatinorganisationen og den epigenetiske kontrol af HIV-1-promotoren er nøgleelementer involveret i transkriptionel silencing. Det repressive nukleosom nuc-1, placeret umiddelbart nedstrøms for transkriptionsstartstedet, opretholdes hypoacetyleret af histondeacetylaser (HDAC'er) under latente betingelser. Anvendelsen af ​​HDAC-hæmmere (HDAC'er) som latensreverserende midler (LRA'er) er blevet velkarakteriseret i adskillige latensmodeller og in ex vivo cART-behandlede HIV-1+ patientcellekulturer. Adskillige kliniske undersøgelser og forsøg med HDACis blev rapporteret [VPA (af Margolis, Siliciano, Lambotte og Routy), SAHA (af Margolis og af Lewin), Panobinostat (af Rasmussen) og romidepsin (af Mellors (ClinicalTrials.gov) NCT01933594) og Sogaard)]. De tidligere undersøgelser, der testede VPA, viste ingen fordele ved denne HDACi til at reducere antallet af latent inficerede hvilende CD4+ T-celler. To kliniske forsøg har vist, at administration til cART-behandlede patienter af en enkelt eller flere klinisk tolerable dosis(er) af SAHA var tidsmæssigt forbundet med en øget ekspression af celleassocieret usplejset (CA-US) HIV-1 RNA niveauer i hvilende CD4+ T-celler in vivo. Begge forsøg kunne dog hverken vise en stigning i resterende viræmi eller et fald i størrelsen af ​​HIV-1 reservoirer. Et andet nyligt pilotforsøg med HDACi Panobinostat har vist en signifikant stigning i CA-US RNA-niveauer, men også en stigning i plasma HIV genomisk RNA-niveau analyseret ved et transkriptionsmedieret amplifikationsassay (TMA) samt et forbigående fald i total HIV DNA niveau. Efter cART-afbrydelse har sidstnævnte forsøg hos nogle patienter vist et rebound af viral load, som var forsinket sammenlignet med det rebound, der blev observeret hos de fleste patienter 2-3 uger efter at have stoppet cART. Resultater fra et andet nyligt pilotforsøg, inklusive intravenøs romidepsin-injektion, administreret én gang om ugen i 3 uger, mens cART opretholdes, har vist, at 5 ud af 6 testede aviremiske patienter præsenterede virale belastningsniveauer, der kunne kvantificeres ved kommercielle standardassays. Alt i alt er disse undersøgelser opmuntrende, men stiller spørgsmålstegn ved effektiviteten af ​​HDACi brugt alene til at reducere størrelsen af ​​HIV-1 reservoirerne eller til at observere en forsinkelse i det virale tilbageslag. Efterforskerne foreslår nogle hypoteser for at forklare disse delvise resultater og nogle optimeringer for at forbedre terapeutiske reaktiveringsstrategier:

1. Niveauet af reaktivering opnået i disse kliniske forsøg var for svagt. At målrette mod forskellige latensmekanismer samtidigt burde være mere effektivt, når viral udryddelse er målet, da kombinationen af ​​forskellige klasser af forbindelser kunne skabe synergi (dvs. resultere i et højere reaktiveringsniveau end summen af ​​reaktiveringerne produceret af hver forbindelse individuelt) for at reaktivere HIV-ekspression i latent inficerede celler.
2. En præcis tidsplan for LRA-administration kan være nødvendig, hvilket tyder på, at en sekventiel behandling kunne forbedre effekten af ​​administration af to LRA'er rettet mod forskellige latensmekanismer.
3. HIV-1 latens er et heterogent fænomen. Faktisk har efterforskerne tidligere observeret i vores reaktiveringsundersøgelser udført ex vivo en høj diversitet blandt patientcellekulturerne med hensyn til mønster af responser på de forskellige testede LRA'er. Disse resultater tyder på, at HIV-1 transkriptionel undertrykkelse skyldes heterogene kombinationer af molekylære mekanismer, som varierer fra den ene patient til den anden. Den heterogenitet, som efterforskerne har observeret mellem patienter, understreger behovet for at evaluere effektiviteten af ​​en LRA første ex vivo i cellekulturer fra en given patient før administrationen af ​​denne LRA til denne givne patient in vivo i forbindelse med et klinisk forsøg. Desværre er der i langt de fleste af de tidligere kliniske forsøg med det formål at reaktivere HIV-1 fra latens ikke blevet udført en forudvælgelse baseret på ex vivo reaktiveringsassays.
4. Genekspressionsinduktion af latente HIV-provira er stokastisk. Faktisk har Silicianos gruppe vist, at efter en runde af in vitro maksimal T-celleaktivering forbliver nogle provirus tavse, men er potentielt inducerbare efter yderligere aktiveringsrunder. For at maksimere aktiviteten af ​​en given LRA bør den således administreres gentagne gange på flere tidspunkter.

En optimering af "chok"-delen, første del af "chok og dræb"-strategien, ville derfor involvere en individualiseret og kombineret behandling af LRA'er, administreret med en præcis tidsplan og gentagne gange på flere tidspunkter. For at etablere en sådan type kliniske forsøg har efterforskerne undersøgt in vitro og ex vivo adskillige typer af LRA-kombinationer. En af dem præsenterede flere fordele og blev godkendt i human terapi.

Faktisk er det epigenetisk kendt, at DNA-methylering og histon-deacetylering samarbejder om at etablere og opretholde et heterochromatinmiljø. Faktisk kan MethylBinding Domain (MBD)-proteiner bundet til methyleret DNA i cis-regulatorregioner tjene som broer mellem DNA og kromatinmodificerende faktorer (såsom HDAC'er). I tilfælde af HIV har HIV-1-promotoren tidligere vist sig at være hypermethyleret ex vivo og resistent over for reaktivering i de latente reservoirer fra aviremiske HIV-1-inficerede individer, i modsætning til den hypomethylerede 5'LTR af integrerede provira til stede i viremiske patienter. Interessant nok, Trejbalova et al. har for nylig rapporteret, at DNA-methylering af HIV-1-promotoren stiger progressivt under cART-behandling. Faktisk har disse forfattere påvist lave niveauer af 5' LTR DNA-methylering i de hvilende CD4+ T-celler hos patienter, som blev cART-behandlet i op til 3 år. Efter langvarig cART har de imidlertid observeret en ophobning af 5' LTR DNA-methylering i det latente reservoir. HIV-1-promotorens DNA-methyleringsstatus kunne bidrage til at "låse" den tavse tilstand af proviruset i samarbejde med histonrepressive posttranslationelle modifikationer såsom histon-deacetylering, og derved gøre provirusets tilbagevenden til en aktiv tilstand vanskeligere. Efter denne opfattelse kunne demethyleringsmidler repræsentere lovende kandidatlægemidler i kombination med HDAC'er til at reducere puljen af ​​latente HIV-reservoirer hos patienter under cART i mindst 3 år.

Desuden er det kendt, at de to epigenetiske modifikationer, DNA-methylering og histon-deacetylering, er dynamisk forbundet og resulterer i dæmpning af gener i cancer. Faktisk understøtter adskillige prækliniske undersøgelser synspunktet om, at farmakologisk målretning af både DNMT og HDAC kan resultere i synergistisk anticanceraktivitet. Desuden er to kliniske forsøg med DNA-methyleringshæmmeren Decitabine og HDACi romidepsin i gang i kræftbehandling (NCT00037817, NCT00114257). DNA-methyleringshæmmeren Decitabine, der er godkendt i human terapi og HDAC'er, frembyder adskillige fordele for HIV-1 udrensningsstrategier. Decitabin har den fordel at krydse blod-hjerne-barrieren, at have en fremragende fordeling i kropsvæsker, for ikke at inducere global T-celle aktivering. HDAC'er inducerer ikke global T-celleproliferation eller aktivering, virker i et bredt spektrum af celletyper og undertrykker kraftigt CXCR4-kemokinreceptorekspression og funktion. HDAC'er er også blevet identificeret som nye P-TEFb-frigivende midler. Dette er uden tvivl en anden afgørende mekanisme, hvorigennem HDAC'er reaktiverer HIV-ekspression. Faktisk medieres skiftet fra proksimal pause til produktiv forlængelse af den virale transaktivator Tat og P-TEFb, en essentiel cellulær forlængelsestranskriptionsfaktor. I celler eksisterer P-TEFb i aktive og inaktive former. Dets frigivelse fra det inaktive 7SK lille nukleare ribonukleoproteinkompleks er et kritisk trin for P-TEFb til at aktivere transkriptionsforlængelse. Det er således vigtigt, at brugen af ​​de to lægemidler kan påvirke andre mekanismer (bortset fra histonacetylering og DNA-methylering) involveret i HIV-latens.

1.2 Forskningshypotese For nylig har vores laboratorium evalueret det terapeutiske potentiale af demethylerende midler i kombination med HDACis til at reaktivere HIV fra latens in vitro og ex vivo. HIV-1-reaktiveringspotentialet for LRA'er blev først vurderet in vitro i to latent inficerede T-cellelinjer (ved kvantificering af HIV-1-transkription, ekspression og produktion) og derefter ex vivo i CD8+-depleterede PBMC'er og hvilende CD4+ T-cellekulturer fra 58 cART-behandlede aviræmiske HIV-1+-patienter (ved kvantificering af HIV-1-produktion). Efterforskerne har vist, at DNA-methyleringshæmmeren 5-aza-2'deoxycytidin (Decitabin), men ikke 5-azacytidin, inducerede HIV-ekspression in vitro. Efterforskerne viste derefter in vitro, at en sekventiel behandling af Decitabine + HDAC anvendes ved klinisk tolerable doser synergistisk induceret HIV-ekspression, hvilket for første gang fremhæver vigtigheden af ​​en behandlingsplan for LRAs kombinerede behandlinger. Det er vigtigt, at efterforskerne har vist den fysiologiske relevans af denne synergi og sekventielle aspekt ex vivo. Interessant nok inducerede den sekventielle decitabin + romidepsin-kombinationsbehandling testet HIV-1-genopretning på en højere måde end lægemidlerne alene i CD8+-udtømte PBMCs-kulturer. Som konklusion rapporterede efterforskerne for første gang, at ud over det kombinatoriske aspekt kan det sekventielle aspekt af LRA-administration være afgørende for udrensningsstrategier, der sigter mod at reducere reservoirstørrelsen.

Forskerne antager, at sådanne sekventielle kombinationsreaktiveringsmetoder kan føre til et fald i HIV-1-reservoirstørrelsen til et niveau, der er tilstrækkeligt til at tillade kontrol af HIV-infektionen af ​​værtens immunsystem og forhåbentlig terapeutiske afbrydelser. Det første skridt for at fremhæve fordelene ved denne type intervention er imidlertid at evaluere gennemførligheden, sikkerheden og tolerabiliteten af ​​sådanne sekventielle kombinationsreaktiveringstilgange.

Som følge heraf, baseret på vores ex vivo-resultater og på vores foreslåede optimeringer af "chok"-delen, første del af "shock and kill"-strategien, (involverende en individualiseret og kombineret behandling af LRA'er, administreret med en præcis tidsplan og gentagne gange kl. flere tidspunkter), foreslår efterforskerne at etablere et fase I-forsøg med HIV-1 subtype B-positive patienter under cART i mindst 48 måneder og præsenterer, efter de kliniske PI'ers bedste viden, ingen påviselig viral blip i kl. mindst 12 måneder for at evaluere gennemførligheden, sikkerheden og tolerabiliteten af ​​en sekventiel behandling af Decitabine i kombination med romidepsin leveret på flere tidspunkter [én gang (kohorte 1), to gange (kohorte 2) eller fire gange (kohorte 3)] . Som et sekundært mål vil efterforskerne også evaluere virkningen på virale reservoirer og HIV-genekspression af den kombinationsbehandling (decitabin + romidepsin).