Evaluering av sikkerheten og tolerabiliteten av en kombinasjon av to HIV-indusere hos pasienter med uoppdagbar viral belastning (SYNACTHIV)

Antiretroviral kombinasjonsterapi (cART) er potent, men ikke helbredende. cART krever livslang overholdelse. Selv om flere reservoarer kan eksistere, er HIV-1-reservoarene som inneholder stabilt integrerte, transkripsjonelt stille, men replikasjonskompetente provirus, anerkjent for å dominere blant infiserte CD4+ T-celler. De er derfor en permanent kilde for virusreaktivering og kan være ansvarlig for rebound av plasmaviremi observert etter cART-avbrudd. Vedvarende virkelig latent (dvs. ikke-defekte) HIV-1-provirus representerer en stor hindring for utryddelse, som antydet av feilen i cART-intensiveringsstrategier ved å tømme virusreservoarene. Faktisk fremstår nivåene av HIV-1-reservoarer som en av de kritiske faktorene som påvirker varigheten av en remisjon etter cART-stopp 4. Følgelig vil en reduksjon av størrelsen på HIV-1 latente reservoarer til et nivå som er tilstrekkelig til å tillate en effektiv kontroll av infeksjon av vertens immunsystem kan tillate avbrudd i behandlingen ("behandlingsfrie vinduer"). Reaktivering av HIV-genekspresjon i latent infiserte celler sammen med en effektiv eller intensivert cART kan tjene som en adjuvant terapi rettet mot å eliminere/redusere poolen av latente virale reservoarer.

Kromatinorganisasjonen og den epigenetiske kontrollen av HIV-1-promotoren er nøkkelelementer involvert i transkripsjonsdemping. Det undertrykkende nukleosomet nuc-1, lokalisert umiddelbart nedstrøms for transkripsjonsstartstedet, opprettholdes hypoacetylert av histondeacetylaser (HDAC) under latente forhold. Bruken av HDAC-hemmere (HDACis) som latensreverserende midler (LRA) har blitt godt karakterisert i flere latensmodeller og in ex vivo cART-behandlede HIV-1+ pasientcellekulturer. Flere kliniske studier og studier med HDACis ble rapportert [VPA (av Margolis, Siliciano, Lambotte og Routy), SAHA (av Margolis og av Lewin), Panobinostat (av Rasmussen) og romidepsin (av Mellors (ClinicalTrials.gov) NCT01933594) og Sogaard)]. De tidligere studiene som testet VPA viste ingen fordeler med denne HDACi ved å redusere antall latent infiserte hvilende CD4+ T-celler. To kliniske studier har vist at administrering til cART-behandlede pasienter av en enkelt eller flere klinisk tolerable dose(r) av SAHA var tidsmessig assosiert med økt ekspresjon av celleassosiert uspleiset (CA-US) HIV-1 RNA-nivåer i hvilende CD4+ T-celler in vivo. Begge forsøkene kunne imidlertid verken vise en økning av gjenværende viremi eller en reduksjon av størrelsen på HIV-1-reservoarer. En annen nylig pilotstudie med HDACi Panobinostat har vist en signifikant økning i CA-US RNA-nivåer, men også en økning i plasma HIV genomisk RNA-nivå analysert ved en transkripsjonsmediert amplifikasjonsanalyse (TMA) samt en forbigående reduksjon i total HIV. DNA-nivå. Etter cART-avbrudd har denne sistnevnte studien vist hos noen pasienter et tilbakeslag av viral belastning som ble forsinket sammenlignet med rebound observert hos de fleste pasienter 2-3 uker etter seponering av cART. Resultater fra en annen nylig klinisk pilotstudie inkludert intravenøs romidepsin-injeksjon, administrert én gang ukentlig i 3 uker mens cART opprettholdes, har vist at 5 av 6 aviremiske pasienter som ble testet presenterte virusbelastningsnivåer som kunne kvantifiseres ved standard kommersielle analyser. Til sammen er disse studiene oppmuntrende, men stiller spørsmål ved effektiviteten til HDACi brukt alene for å redusere størrelsen på HIV-1-reservoarene eller for å observere en forsinkelse i det virale tilbakeslaget. Etterforskerne foreslår noen hypoteser for å forklare disse delresultatene og noen optimaliseringer for å forbedre terapeutiske reaktiveringsstrategier:

1. Nivået av reaktivering oppnådd i disse kliniske forsøkene var for svakt. Å målrette mot forskjellige latensmekanismer samtidig bør være mer effektivt når viral utryddelse er målet siden kombinasjonen av forskjellige klasser av forbindelser kan gi synergi (dvs. resultere i et høyere reaktiveringsnivå enn summen av reaktiveringene produsert av hver forbindelse individuelt) for å reaktivere HIV-ekspresjon i latent infiserte celler.
2. En presis tidsplan for LRA-administrasjon kan være nødvendig, noe som antyder at en sekvensiell behandling kan forbedre effekten av administrering av to LRA-er rettet mot forskjellige latensmekanismer.
3. HIV-1-latens er et heterogent fenomen. Faktisk har etterforskerne tidligere observert i våre reaktiveringsstudier utført ex vivo et stort mangfold blant pasientcellekulturene når det gjelder mønster av responser på de forskjellige LRA-ene som ble testet. Disse funnene tyder på at HIV-1-transkripsjonell undertrykkelse skyldes heterogene kombinasjoner av molekylære mekanismer som varierer fra en pasient til en annen. Heterogeniteten som etterforskerne har observert mellom pasienter understreker behovet for å evaluere effekten av en LRA første ex vivo i cellekulturer fra en gitt pasient før administrering av denne LRA til denne gitte pasienten in vivo i sammenheng med en klinisk studie. Dessverre, i det store flertallet av de tidligere kliniske studiene med sikte på å reaktivere HIV-1 fra latens, har det ikke blitt utført et forhåndsutvalg basert på ex vivo reaktiveringsanalyser.
4. Genekspresjonsinduksjon av latente HIV-provirus er stokastisk. Faktisk har Silicianos gruppe vist at etter en runde med in vitro maksimal T-celleaktivering, forblir noen provirus stille, men er potensielt induserbare etter ytterligere runder med aktivering. For å maksimere aktiviteten til en gitt LRA, bør den derfor administreres gjentatte ganger på flere tidspunkter.

Følgelig vil en optimalisering av "sjokk"-delen, første del av "sjokk og drep"-strategien, innebære en individualisert og kombinert behandling av LRA, administrert med en presis tidsplan og gjentatte ganger på flere tidspunkter. For å sette opp en slik type klinisk utprøving, har etterforskerne undersøkt flere typer LRA-kombinasjoner in vitro og ex vivo. En av dem ga flere fordeler og ble godkjent i humanterapi.

Epigenetisk er det faktisk kjent at DNA-metylering og histon-deacetylering samarbeider for å etablere og opprettholde et heterokromatinmiljø. Faktisk kan MethylBinding Domain (MBD) proteiner bundet til metylert DNA i cis-regulatorregioner tjene som broer mellom DNA og kromatinmodifiserende faktorer (som HDACs). Når det gjelder HIV, har HIV-1-promotoren tidligere vist seg å være hypermetylert ex vivo og motstandsdyktig mot reaktivering i de latente reservoarene fra aviremiske HIV-1-infiserte individer, i motsetning til den hypometylerte 5'LTR av integrerte provirus tilstede i viremiske pasienter. Interessant nok, Trejbalova et al. har helt nylig rapportert at DNA-metylering av HIV-1-promotoren øker progressivt under cART-behandling. Disse forfatterne har faktisk oppdaget lave nivåer av 5' LTR DNA-metylering i de hvilende CD4+ T-cellene til pasienter som ble cART-behandlet i opptil 3 år. Etter langvarig cART har de imidlertid observert en akkumulering av 5' LTR DNA-metylering i det latente reservoaret. DNA-metyleringsstatusen til HIV-1-promotoren kan bidra til å "låse" den stille tilstanden til proviruset i samarbeid med histonrepressive posttranslasjonelle modifikasjoner som histon-deacetylering, og dermed gjøre tilbakeføringen av proviruset til en aktiv tilstand vanskeligere. I dette synet kan demetyleringsmidler representere lovende kandidatmedisiner i kombinasjon med HDACis for å redusere mengden av latente HIV-reservoarer hos pasienter under cART i løpet av minst 3 år.

Dessuten er det kjent at de to epigenetiske modifikasjonene, DNA-metylering og histon-deacetylering, er dynamisk koblet sammen og resulterer i demping av gener i kreft. Faktisk støtter flere prekliniske studier synspunktet om at farmakologisk målretting av både DNMT og HDAC kan resultere i synergistisk antikreftaktivitet. Dessuten pågår to kliniske studier med DNA-metyleringshemmeren Decitabine og HDACi romidepsin i kreftbehandling (NCT00037817, NCT00114257). DNA-metyleringshemmeren Decitabine som er godkjent i human terapi og HDACis presenterer flere fordeler for HIV-1-rensestrategier. Decitabin har fordelen ved å krysse blod-hjerne-barrieren, ha en utmerket distribusjon i kroppsvæsker, for ikke å indusere global T-celleaktivering. HDACer induserer ikke global T-celleproliferasjon eller aktivering, virker i et bredt spekter av celletyper og undertrykker kraftig CXCR4-kjemokinreseptoruttrykk og funksjon. HDACer har også blitt identifisert som nye P-TEFb-frigjørende midler. Dette er utvilsomt en annen avgjørende mekanisme som HDACer reaktiverer HIV-ekspresjon gjennom. Faktisk formidles overgangen fra proksimal pause for promotor til produktiv forlengelse av den virale trans-aktivatoren Tat og P-TEFb, en essensiell cellulær forlengelsestranskripsjonsfaktor. I celler eksisterer P-TEFb i aktive og inaktive former. Frigjøringen fra det inaktive 7SK lille nukleære ribonukleoproteinkomplekset er et kritisk trinn for P-TEFb for å aktivere transkripsjonsforlengelse. Derfor, viktigere, kan bruken av de to stoffene påvirke andre mekanismer (annet enn histonacetylering og DNA-metylering) involvert i HIV-latens.

1.2 Forskningshypotese Nylig har laboratoriet vårt evaluert det terapeutiske potensialet til demetylerende midler i kombinasjon med HDACis ved reaktivering av HIV fra latens in vitro og ex vivo. HIV-1-reaktiveringspotensialet til LRA-er ble først vurdert in vitro i to latent infiserte T-cellelinjer (ved kvantifisering av HIV-1-transkripsjon, ekspresjon og produksjon) og deretter ex vivo i CD8+-utarmede PBMCer og hvilende CD4+ T-cellekulturer fra 58 cART-behandlede aviremiske HIV-1+ pasienter (ved kvantifisering av HIV-1 produksjon). Etterforskerne har vist at DNA-metyleringshemmeren 5-aza-2'deoksycytidin (Decitabin), men ikke 5-azacytidin, induserte HIV-ekspresjon in vitro. Etterforskerne demonstrerte deretter in vitro at en sekvensiell behandling av Decitabine + HDAC brukes ved klinisk tolerable doser synergistisk indusert HIV-ekspresjon, og fremhever for første gang viktigheten av en behandlingsplan for LRAs kombinerte behandlinger. Viktigere, etterforskerne har vist den fysiologiske relevansen av denne synergien og sekvensielle aspektet ex vivo. Interessant nok induserte den sekvensielle decitabin + romidepsin-kombinasjonsbehandlingen testet HIV-1-gjenoppretting på en høyere måte enn medikamentene alene i CD8+-utarmede PBMC-kulturer. Avslutningsvis rapporterte etterforskerne for første gang at, i tillegg til det kombinatoriske aspektet, kan det sekvensielle aspektet ved LRA-administrasjon være avgjørende for rensestrategier som tar sikte på å redusere reservoarstørrelsen.

Etterforskerne antar at slike sekvensielle kombinatoriske reaktiveringstilnærminger kan føre til en nedgang i HIV-1-reservoarstørrelsen til et nivå som er tilstrekkelig til å tillate kontroll av HIV-infeksjonen av vertens immunsystem og forhåpentligvis terapeutiske avbrudd. Det første trinnet for å fremheve fordelen med denne typen intervensjon er imidlertid å evaluere gjennomførbarheten, sikkerheten og toleransen til slike sekvensielle kombinasjonsreaktiveringstilnærminger.

Følgelig, basert på våre ex vivo-resultater og på våre foreslåtte optimaliseringer av "sjokk"-delen, første del av "sjokk og drep"-strategien, (som involverer en individualisert og kombinert behandling av LRA, administrert med en presis tidsplan og gjentatte ganger kl. flere tidspunkter), foreslår etterforskerne å sette opp en fase I-studie i HIV-1 subtype B-positive pasienter under cART i minst 48 måneder og presenterer, etter beste kunnskap for de kliniske PI-ene, ingen påvisbar viral blip for kl. minst 12 måneder for å evaluere gjennomførbarheten, sikkerheten og tolerabiliteten av en sekvensiell behandling av Decitabine i kombinasjon med romidepsin levert på flere tidspunkter [én gang (kohort 1), to ganger (kohort 2) eller fire ganger (kohort 3)] . Som et sekundært mål vil etterforskerne også evaluere virkningen på virale reservoarer og HIV-genekspresjon av den kombinasjonsbehandlingen (decitabin + romidepsin).