Gene therapy and mRNA strategies to improve cytokine-based immunotherapy

Resumen

En esta tesis proponemos una estrategia que potencie el efecto de las citoquinas, aumentando su vida media en suero, pero sin producir toxicidad sistémica. Para ello, hemos evaluado el uso de la terapia génica y estrategias de RNA mensajero (mRNA), así como la modulación del SR-B1 (siglas del inglés scavenger receptor class b type 1). El interferón alfa (IFNα) es una citoquina con gran interés clínico por su actividad antitumoral y antiviral. Por lo tanto, en el primer capítulo de la tesis hemos utilizado la estrategia de terapia génica para conseguir un efecto sostenido en el tiempo de esta citoquina. Cuando se administra un vector adeno-asociado que codifica IFNα (AAV- IFNα) produce una toxicidad hematológica, lo que produce la muerte de los ratones a partir del día 30. Por el contrario, cuando este AAV- IFNα se administra en combinación con un AAV que codifica L37pA (AAV-L37pA), un ligando agonista del SR-B1, conseguimos el silenciamiento del IFNα, reduciendo por lo tanto las altas concentraciones en suero y la toxicidad hematológica una vez que la citoquina ha ejercido su actividad terapéutica. Para estudiar el mecanismo de acción por el cual el AAV-L37pA silencia la expresión de IFNα se realizaron análisis de genómica y proteómica. En ambos análisis se observó que la coadministración del AAV-L37pA disminuye la inflamación mediada por IFNα, sin causar toxicidad a largo plazo. En el segundo capitulo de la tesis evaluamos el uso de estrategias basadas en mRNA para aumentar el efecto antitumoral de la interleucina 15 (IL-15). Diferentes estudios han sido realizados para mejorar el efecto terapéutico de dicha citoquina, aunque el efecto antitumoral es ineficiente ya que no concentran la actividad terapéutica en el tumor y la vida media en suero es corta. Por ello, hemos evaluado cuatro variantes de IL-15 fusionadas a Apolipoproteina A-I (ApoA-I) para conseguir un aumento de la concentración de la molécula bioactiva en el microambiente tumoral a través de la interacción con SR-B1. Hemos visto como estas variantes de IL-15 son bioactivas tanto in vitro como in vivo, siendo comparables a la IL-15 de referencia. Las variantes de IL-15 aumentan el número de diferentes poblaciones inmunes (NK, linfocitos T y macrófagos) y su proliferación dos días después de la administración al igual que la IL-15 referencia, mientras que 5 días después de la administración solo la variante 2 es capaz de mantener dicho aumento. En base a estos resultados estudiamos el efecto antitumoral de las variantes en modelos de melanoma (B16OVA) y cáncer de colon (MC38). En ambos casos, la IL-15 de referencia no tiene efecto antitumoral y se comporta igual que el grupo control; mientras que las variantes de IL-15 1 y 2 retrasan el crecimiento tumoral. Este efecto antitumoral es mediado principalmente por los linfocitos CD8+ y es aumentado cuando se eliminan los linfocitos CD4+. Aquellos ratones tratados con la variante de IL-15 tienen mayor concentración de IL-15 en el tumor mientras que en los ratones tratados con la IL-15 de referencia los niveles de IL-15 son similares a los ratones control. Por lo tanto, el mecanismo propuesto para explicar el mayor efecto antitumoral de las variantes de IL-15 es su capacidad de retenerse en el microambiente tumoral. Por lo tanto, en esta tesis proponemos la mejora de la inmunoterapia basada en citoquinas mediante el uso de terapia génica y estrategias de mRNA y la modulación del SR-B1.