Identifiering av immunogena neo-epitoper för utveckling av personliga vaccin mot pankreascancer (CanVac)

Bakgrund Pankreatiskt duktalt adenokarcinom (PDAC) är en av de mest aggressiva tumörtyperna, med extremt dålig prognos. Utan aktiv behandling har patienter med metastaserande PDAC en genomsnittlig överlevnad på 3-5 månader [1]. Aktuella framsteg inom kirurgiska och adjuvanta behandlingar har misslyckats med att förbättra den totala överlevnaden sedan 1970-talet. Därför är nya behandlingsstrategier som inte är korsresistenta med konventionella kemoterapibaserade regimer absolut nödvändiga. Nyligen har uppmärksamheten inom cancerterapi fokuserats mer på immunbaserade strategier eftersom dessa terapier verkar genom en mekanism som skiljer sig från kemoterapi eller strålbehandling och representerar ett icke-korsresistent behandlingsalternativ [2]. Immunbaserade terapier syftar till att stimulera robusta T-cellssvar mot tumörantigener. Det finns dock betydande utmaningar i utvecklingen av dessa regimer. Dessa inkluderar dålig immunogenicitet hos tumörerna och närvaron av en mycket immunsuppressiv miljö i tumören [3, 4]. Den kliniska potentialen för olika tumörvaccinationsstrategier har visats i tidig fas kliniska prövningar, med några lovande immunologiska och kliniska svar hos PDAC-patienter [5-8]. Ett antal hinder måste fortfarande övervinnas i utvecklingen av ett idealiskt PDAC-vaccin. Av avgörande betydelse måste specifika tumörantigener identifieras som framkallar ett starkt och specifikt immunsvar eftersom misslyckande i tidigare cancervaccinförsök till stor del kan tillskrivas urval av olämpliga tumörantigener som har svag inneboende immunpotential [9, 10]. Aktuella framsteg inom högkapacitetsprofileringsteknologier som möjliggjorde snabb bestämning av cancercellers genomiska tillstånd så att omfattande data om individuella mutanomer nu är tillgängliga [11, 12]. Det är nu också möjligt att välja missense-mutationer identifierade genom exomsekvensering på basis av deras HLA-bindningskapacitet för produktion av syntetiska peptider som kan presenteras av en önskad HLA-molekyl [12, 13]. Utvecklingen av denna plattform har gjort det möjligt för oss att analysera publicerade data från 100 PDAC-patienter [14] och upprätta en datauppsättning som innehåller HLA-A2 och HLA-DP4 med hög affinitet (de vanligaste HLA klass I och II-molekylerna [15, 16]) och HLA-E*01:01 och HLA-E*01:03-begränsade neo-epitoper för analys som peptidvaccinkandidater.

Hypotes Sekvensanalys har gjort det möjligt för oss att utveckla ett peptidbibliotek av neo-epitoper som uttrycks med hög frekvens i patientpopulationer och har höga bindningsaffiniteter jämfört med deras vildtypsmotsvarighet till HLA-A2, HLA-DP4, HLA-E*01 :01 eller HLA-*01:03 molekyler. Vi antar att ett antal av dessa kommer att vara tillräckligt immunogena för att stimulera ett T-cells interferon-y (IFN-y) svar in vitro, som kommer att översättas till ett in vivo antitumörsvar. Immunogena neo-epitoper kan sedan kombineras i ett peptidvaccinationsprogram med hjälp av adjuvanser såsom onkolytiska virus för riktad leverans och uttryck i tumörer hos PDAC-patienter för att stimulera robusta och långsiktiga antitumörsvar.

Syfte Det initiala syftet med detta projekt är att utföra in vitro-validering av neo-epitopkandidater valda från tillgängliga mutanomdata för att bestämma deras immunogenicitet med hjälp av perifera mononukleära blodceller (PBMC) från friska individer.

Forskningsplan PBMC-prover från friska individer kommer att HLA-typas med hjälp av kommersiellt tillgängliga reagenser från thermofisher scientific. HLA-A2, HLA-DP4, HLA-E*01:01 och/eller HLA-E*01:03 positiva prover kommer att pulsas med peptider valda efter bioinformatisk analys av tillgängliga sekvensdata. IFN-y och interleukin-2 (IL-2) produktion av T-cellerna i proverna kommer att utvärderas med ELISA efter två omgångar av stimulering inom två veckor som ett mått på peptidimmunogenicitet. När väl immunogena peptider har identifierats kommer deras motsvarigheter av vildtyp att analyseras parallellt för att bekräfta specificiteten för den muterade epitopen. Immunogena peptider vars motsvarigheter av vildtyp inte framkallar immunsvar kommer sedan att väljas för inkludering i ett onkolytiskt virusbaserat vaccin för att analyseras in vivo med hjälp av transgena HLA-A2/HLA-DP4-möss [17].