Administration de Trastuzumab Médiée par AAV dans le Système Nerveux Central pour Les Métastases Cérébrales Positives à l’EGFR2

Introduction

Dans le traitement du cancer du sein, les tumeurs positives au récepteur 2 du facteur de croissance épidermique humain (HER2)+ présentent des caractéristiques plus agressives, ce qui pose des défis cliniques significatifs. Depuis l’approbation du trastuzumab (commercialisé sous le nom de Herceptin®) en 1998, ce médicament a considérablement amélioré le taux de survie global des patientes atteintes de cancer du sein HER2+. Cependant, pour les cas de métastases cérébrales HER2+ évoluant vers le système nerveux central (SNC), en raison de la barrière hémato-encéphalique et d’autres facteurs, la demi-vie du trastuzumab dans le liquide céphalo-rachidien est courte (2-4 jours), rendant les traitements traditionnels d’anticorps anti-HER2 systémiques moins efficaces. Par conséquent, il est nécessaire de rechercher de nouvelles voies thérapeutiques ciblant les maladies HER2+ du SNC.

Source de l’Étude

Cette étude a été réalisée par Marcela S. Werner, Shweta Aras, Ashleigh R. Morgan et d’autres chercheurs du département du programme de thérapie génique de l’École de Médecine Perelman de l’Université de Pennsylvanie. Les résultats de l’étude ont été publiés le 13 mars 2024 dans le journal Cancer Gene Therapy.

Détails de l’Étude

Processus de Recherche

Pour cibler les métastases du SNC HER2+, les chercheurs ont développé un vecteur viral recombinant (AAV) qui exprime une séquence de trastuzumab optimisée au niveau des codons sous la régulation du promoteur du gène humain de l’ubiquitine C (UBC) (aav9.ubc.trastuzumab). La recherche comprenait les étapes principales suivantes : 1. Construction du Vecteur : Optimisation des séquences des chaînes lourde et légère du trastuzumab, avec un peptide signal d’interleukine 2 (IL2) pour diriger l’expression et l’utilisation de sites de clivage de furine et d’un linker auto-clivant pour séparer les chaînes lourde et légère. 2. Validation des Modèles Animaux : - Injection intracérébrale (ICV) et expérimentations antitumorales in vivo sur des souris adultes ayant une délétion du gène RAG1. - Injection intracisternalis (ICM) chez des primates non humains (PNHs). 3. Expression et Distribution Génétiques : - Utilisation de PCR quantitative en temps réel (qPCR), dosage immuno-enzymatique (ELISA), Western Blot, hybridation in situ (ISH), séquençage RNA de cellule unique (snRNA-seq) et autres méthodes. - Détection et analyse des effets antitumoraux avec évaluation pharmacodynamique à partir de multiples prélèvements biologiques. 4. Évaluation de l’Efficacité Antitumorale : - Établissement de modèles de xénogreffes de métastases cérébrales du cancer du sein. - Suivi de la progression tumorale par imagerie optique (IVIS).

Résultats de l’Étude

1. Introduction et Expression du Vecteur : Après injection ICV de aav9.ubc.trastuzumab (1 × 10^11 gc/souris), une expression persistante de trastuzumab a été détectée dans le sérum et le cerveau des souris RAG1 knockout. Les données de qPCR montrent une augmentation de signal de 1769 fois dans le cerveau et de 3312 fois dans le foie pour le gène du vecteur, et de 26188 fois et 3967 fois pour l’ARNm, respectivement.
2. Effets Antitumoraux : aav9.ubc.trastuzumab a considérablement retardé la progression tumorale dans les modèles de xénogreffes BT-474 et MDA-MB-453, comme en témoigne une réduction significative du signal optique associé à la tumeur et une prolongation de la survie globale. Par exemple, la moitié des souris transplantées BT-474 traitées avec ce vecteur ont montré une rémission complète (>12 semaines).
3. Validation sur Modèle PNH : Injection ICM (3 × 10^13 gc/singe) chez des macaques rhésus femelles de 3-4 ans, sans réactions indésirables significatives ou anomalies pathologiques après 36-37 jours. ELISA et LC-MS ont montré une expression suffisante de trastuzumab dans le liquide céphalo-rachidien (CSF) et les échantillons de tissu cérébral.

Conclusion

Cette étude a validé l’expression prolongée de trastuzumab médiée par AAV dans le système nerveux central et ses effets antitumoraux significatifs contre les métastases cérébrales HER2+. Cette stratégie de thérapie génique évite les complications des injections répétées et améliore le pronostic des patients grâce à une concentration locale continue du médicament.

Importance et Points Forts de l’Étude

1. Signification Clinique :

   • Offre une nouvelle méthode thérapeutique ciblant les métastases du SNC HER2+, pouvant potentiellement modifier l’inefficacité des traitements actuels causée par la barrière hémato-encéphalique.
   • Réduit le fardeau thérapeutique et le risque de complications pour les patients, améliorant leur qualité de vie.

2. Innovation Technologique :

   • Utilisation d’un nouveau vecteur AAV conduit par le promoteur UBC pour une expression continue de trastuzumab, avec des injections ICV et ICM très efficaces.
   • Application de technologies d’imagerie 3D et de qPCR, améliorant la précision et la fiabilité des données.

3. Applications des Modèles Animaux :

   • Utilisation réussie du modèle PNH fournissant des preuves solides, préparant le terrain pour des essais cliniques ultérieurs.

Résumé

Cette étude démontre pleinement la faisabilité et l’efficacité antitumorale significative de l’expression prolongée de trastuzumab dans le système nerveux central à l’aide du vecteur AAV9. Ces résultats novateurs offrent un nouvel espoir de survie pour les patients atteints de métastases cérébrales HER2+ et ouvrent de nouvelles voies pour la recherche future en thérapie génique.