TNF blokkeren om de ICI-afhankelijke immuunontwaking bij melanoom te versterken (ATPIC)

Achtergrond en originaliteit van het project met betrekking tot de stand van de techniek

Ondanks de geweldige doorbraak van immuuncontrolepuntremmers (ICI) zoals anti-PD-1 en anti-CTLA-4 voor de behandeling van gevorderde melanoompatiënten, reageert 60% van hen niet of hervalt binnen 5 jaar na de start van de behandeling. Ernstige immuungerelateerde bijwerkingen (irAE's) worden veroorzaakt door ICI-therapie, zoals colitis, die kan worden behandeld met remmers (TNFi) van de tumornecrosefactor-alfa (TNF), zoals infliximab. De farmacodynamische impact van TNFi op het immuunsysteem en de klinische respons moet nog worden opgehelderd.

Hoewel TNF is geïdentificeerd als een oplosbare factor die tumornecrose bij muizen kan veroorzaken, bleek de chronische productie van TNF in de micro-omgeving van de tumor bij te dragen aan de progressie van kanker. De onderzoekers en anderen hebben aangetoond dat deze kankerbevorderende eigenschap afhankelijk is van meerdere mechanismen, waaronder immuunontsnapping. De onderzoekers toonden bijvoorbeeld aan dat TNF activatie-geïnduceerde celdood (AICD) in CD8 T-cellen veroorzaakt, waardoor de infiltratie van CD8 T-cellen in melanoomtumoren bij muizen wordt beperkt. In muismodellen van melanoom-, borst- en darmkanker verbetert TNFi de werkzaamheid van ICI (anti-PD-1, anti-CTLA-4) en vermindert het de ernst van irAE's zoals colitis. Daarom bevordert het combineren van TNF-blokkerende antilichamen tegen ICI de werkzaamheid en tolerantie van de therapie in vivo.

Uit de niet-gepubliceerde gegevens van de onderzoekers blijkt dat alle behandelingen de differentiatie van circulerende T-cellen naar een effectorgeheugenfenotype bevorderden (gegevens niet getoond) tussen baseline (vóór inductie van behandeling, week 0 [W0]) en week 6 (W6) na inductie van behandeling. Ze zijn ook aanzienlijk 1- Achtergrond en originaliteit van het project met betrekking tot de stand van de techniek Ondanks de enorme doorbraak van immuuncontrolepuntremmers (ICI) zoals anti-PD-1 en anti-CTLA-4 die zijn geïntroduceerd voor de behandeling van gevorderde melanoompatiënten , reageert 60% van hen niet of hervalt binnen 5 jaar na de start van de behandeling. Ernstige immuungerelateerde bijwerkingen (irAE's) worden veroorzaakt door ICI-therapie, zoals colitis, die kan worden behandeld met remmers (TNFi) van de tumornecrosefactor-alfa (TNF), zoals infliximab. De farmacodynamische impact van TNFi op het immuunsysteem en de klinische respons moet nog worden opgehelderd. Hoewel TNF is geïdentificeerd als een oplosbare factor die tumornecrose bij muizen kan veroorzaken, bleek de chronische productie van TNF in de micro-omgeving van de tumor bij te dragen aan de progressie van kanker. De onderzoekers en anderen hebben aangetoond dat deze kankerbevorderende eigenschap afhankelijk is van meerdere mechanismen, waaronder immuunontsnapping. De onderzoekers toonden bijvoorbeeld aan dat TNF activatie-geïnduceerde celdood (AICD) in CD8 T-cellen veroorzaakt, waardoor de infiltratie van CD8 T-cellen in melanoomtumoren bij muizen wordt beperkt. In muismodellen van melanoom-, borst- en darmkanker verbetert TNFi de werkzaamheid van ICI (anti-PD-1, anti-CTLA-4) en vermindert het de ernst van irAE's zoals colitis. Daarom bevordert het combineren van TNF-blokkerende antilichamen tegen ICI de werkzaamheid en tolerantie van de therapie in vivo. Op basis van preklinische onderzoeken hebben de onderzoekers twee klinische onderzoeken uitgevoerd (TICIMEL en MELANFalpha) bij patiënten met gevorderd melanoom (stadium IIIc/IV) die werden behandeld met ICI [anti-PD-1, nivolumab (nivo) + anti-CTLA-4, ipilimumab (ipi )] in combinatie (TICIMEL) of niet (MELANFalpha) met TNFi [certolizumab (certo) of infliximab (inflix)]. Terwijl inflix een bivalent anti-TNF chimeer IgG1 monoklonaal antilichaam is, is certo een monovalent gePEGyleerd Fab'-fragment van een gehumaniseerd anti-TNF monoklonaal antilichaam. Alle patiënten (d.w.z. 92) zijn ingeschreven tussen 2018 en 2021. TICIMEL (n=32) is een klinische fase 1b-studie gericht op het evalueren van de veiligheid en verdraagbaarheid van gelijktijdige toediening van ipi, nivo en TNFi (certo of inflix). De eerste gegevens van onderzoekers, verkregen van 14 patiënten, geven aan dat beide tritherapieën veilig zijn bij mensen, met een veelbelovend hoog responspercentage in het certo-cohort. MELANFalpha (n=60) is een pilootstudie gericht op het ontdekken van voorspellende biomarkers van respons/resistentie tegen ICI. Het laat met name zien dat hoge TNF-waarden worden gedetecteerd bij ipi/nivo-behandeling in plasma's van non-responders. Uit niet-gepubliceerde gegevens van de onderzoekers blijkt dat alle behandelingen de differentiatie van circulerende T-cellen naar een effector-geheugenfenotype bevorderden tussen baseline (vóór inductie van de behandeling, week 0 [W0]) en week 6 (W6) na inductie van de behandeling. Ze verhoogden ook aanzienlijk het aandeel Th1 T-cellen in het bloed van patiënten. Die effecten werden echter aanzienlijk versterkt in het certolizumab-cohort in vergelijking met het ipi/nivo-cohort. Dienovereenkomstig namen de onderzoekers verhoogde IFN-gamma-plasmaconcentraties waar in het certolizumab-cohort. Proporties van Th2-, Th17- en Th1/17-T-cellen werden niet significant beïnvloed door de drie behandelingsregimes. Bovendien werd TNFi-combinatie met ICI geassocieerd met verhoogde proporties van circulerende MART-1-specifieke CD8 T-cellen. Deze cellen vertoonden voornamelijk een centraal/effectorgeheugenfenotype en vertonen een verhoogde expressie van CXCR3 (Fig. 1D-F). De onderzoekers voerden CiteSeq eencellige RNA-sequencing (scRNAseq) uit op perifere mononucleaire bloedcellen (PBMC's) verkregen vóór (W0) en op W6 van 4 geavanceerde melanoompatiënten die deelnamen aan elk van de 3 cohorten. Tekenen van activering en rijping van immuunresponsen waren duidelijk bij alle patiënten van TICIMEL, op één na, in W6. Dit geeft aan dat TNFi de immuunboost die wordt waargenomen bij patiënten die met ipi/nivo worden behandeld, waarschijnlijk niet in gevaar brengt. Bovendien tonen de onderzoekers in een muizenmelanoommodel (B16Ova) waarbij de behandelingsomstandigheden die van TICIMEL en MELANFalpha nabootsen (alphaPD-1+alphaCTLA-4+/- TNFi [anti-muis TNF, kloon XT3.11]), aan dat de tritherapie verhoogde de frequentie van totale tumorregressies en algehele overleving, in vergelijking met de bitherapie. Muizen, genezen na tritherapie, ontwikkelden anti-melanoomgeheugenreacties, zoals blijkt uit een hernieuwd onderzoek. Begrijpen hoe TNF-blokkade het ontwaken van de anti-melanoom-immuunresponsen van patiënten op ICI verhoogt en hoe de eigenschappen van TNFi deze reacties differentieel kunnen moduleren, is cruciaal voor:

• (i) een beter begrip krijgen van de cellulaire en moleculaire routes die nodig zijn om enkele van de mechanismen die verantwoordelijk zijn voor ICI-resistentie te omzeilen.
• (ii) nieuwe en potentieel betere strategieën identificeren om deze reacties te bevorderen.
• (iii) patiënten identificeren die het meeste baat kunnen hebben bij dergelijke therapieën.

Hypothese, hoofddoel(en) en eindpunt(en) van het project

Gezien de recent gepubliceerde en niet-gepubliceerde gegevens van de onderzoekers, veronderstellen de onderzoekers dat TNF-blokkade de werkzaamheid van ICI bij patiënten kan bevorderen. Dit effect kan echter worden beïnvloed door de structurele eigenschappen van de gebruikte TNF-blokker. Om deze hypothese te evalueren, zullen de onderzoekers de klinisch-biologische reacties van patiënten uit de klinische onderzoeken TICIMEL (ipi+nivo+certo of inflix) en MELANFalpha (ipi+nivo, zonder TNFi) vergelijken. Om de moleculaire mechanismen te verduidelijken waardoor certo en inflix op verschillende manieren de immuunresponsen beïnvloeden, zullen de onderzoekers ex vivo en in vivo experimenten uitvoeren in respectievelijk co-cultuursystemen en in een uniek muizenmelanoommodel.

Projectplan met een beschrijving van de methodologie en uit te voeren werkzaamheden Om de primaire en secundaire doelstellingen te bereiken, is het voorstel opgedeeld in drie hoofd-WP's.

WP1: Ontcijferen hoe certolizumab en infliximab de ICI-afhankelijke systemische immuunresponsen beïnvloeden bij patiënten met vergevorderd melanoom.

WP2: Analyseren van de impact van TNFi op ICI-afhankelijke anti-melanoom immuunresponsen in tumoren bij gevorderde melanoompatiënten. De onderzoekers voerden al immunohistochemie (IHC) uit op formaline-gefixeerde paraffine-ingebedde (FFPE) melanoombiopten van patiënten die deelnamen aan het eerste deel van TICIMEL om de tumor-infiltrerende leukocyten vóór en tijdens de therapie te evalueren (CD3, CD8, CD4, FOXP3, CD68 ).

WP3: Analyseren van de impact van TNFi op ICI-afhankelijke anti-melanoom immuunresponsen in co-cultuurexperimenten en in muizen.