Use of cholesterol-rich nanoparticles that bind to lipoprotein receptors as a vehicle to paclitaxel in the treatment of breast cancer: pharmacokinetics, tumor uptake and a pilot clinical study

Purpose In animal experiments paclitaxel oleate associated with a cholesterol-rich nanoemulsion concentrated in the neoplastic tissues and showed reduced toxicity and increased antitumor activity compared with paclitaxel-Cremophor EL. Here, a clinical study was performed in breast cancer patients to evaluate the tumoral uptake, pharmacokinetics and toxicity of paclitaxel associated to nanoemulsions. Methods Twenty-four hours before mastectomy [(3)H]paclitaxel oleate associated with [(14)C]-cholesteryl oleatenanoemulsion or [(3)H]- paclitaxel in Cremophor EL were injected into five patients for collection of blood samples and fragments of tumor and normal breast tissue. A pilot clinical study of paclitaxel-nanoemulsion administered at 3-week intervals was performed in four breast cancer patients with refractory advanced disease at 175 and 220 mg/m(2) dose levels. Results T(1/2) of paclitaxel oleate associated to the nanoemulsion was greater than that of paclitaxel (t(1/2) = 15.4 +/- 4.7 and 3.5 +/- 0.80 h). Uptake of the [(14)C]-cholesteryl ester nanoemulsion and [(3)H]- paclitaxel oleate by breast malignant tissue was threefold greater than the normal breast tissue and toxicity was minimal at the two dose levels. Conclusions Our results suggest that the paclitaxel-nanoemulsion preparation can be advantageous for use in the treatment of breast cancer because the pharmacokinetic parameters are improved, the drug is concentrated in the neoplastic tissue and the toxicity of paclitaxel is reduced.

Polysaccharide fraction of Agaricus brasiliensis avoids tumor-induced IL-10 production and changes the microenvironment of subcutaneous Ehrlich adenocarcinoma

Subcutaneous Ehrlich tumor-bearing mice were treated with in situ inoculation of a P-glucan-rich extract of Agaricus brasiliensis (ATF), which reduced tumor growth. Histopathological analysis showed that the tumor masses of control mice (Ehr) presented giant tumor cells and many mitotic figures whereas the tumor tissue obtained from ATF-treated animals (Ehr-ATF) presented a lower frequency of both mitotic and giant cells, associated with a higher frequency of apoptotic cells than Ehr. Analysis of the lymphoproliferative activity of spleen cells showed that the treatment had a suppressive rather than a stimulatory effect. Spleen cells of the Ehr group produced higher in vitro levels of IL-10 than normal controls and this occurrence was partially avoided by treatment with ATF. Analysis of cytokine production by tumor-infiltrating cells (ELISpot) showed that ATF induced a higher number of IFN-gamma-producing cells at 7 and 14 days as well as reduction of IL-10-secreting cells at the latter time. Confocal microscopy analysis showed higher intensity of labeling of CD4+ and Mac-3+ cells in ATF-treated mice. Analysis of in situ expression of angiogenic growth factors showed a slight decrease of FGF-2 mRNA in Ehr-ATF animals (7th day) but not of VEGF-A or TGF-beta expression. This fraction could not directly lyse either lymphocytes or tumor cells and we speculate that antitumor effect of ATF could be due to induction of a selective migration of immunocompetent cells from the spleen to the tumor site and to the switch of cytokine production. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.

Up-regulation of p21(WAF1)/(CIP1) by histone deacetylase inhibitors reduces their cytotoxicity

Histone deacetylase inhibitors show promise as chemotherapeutic agents and have been demonstrated to block proliferation in a wide range of tumor cell lines. Much of this antiproliferative effect has been ascribed to the up-regulated expression of the cyclin-dependent kinase inhibitor p21(WAF1/CIP1). In this article, we report that p21 expression was up-regulated by relatively low doses of the histone deacetylase inhibitor azelaic bishydroxamic acid (ABHA) and correlated with a proliferative arrest. Higher doses of ABHA were cytotoxic. Cells that did not up-regulate p21 expression were hypersensitive to killing by ABHA and died via apoptosis, whereas up-regulation of p21 correlated with reduced sensitivity and a block in the apoptotic mechanism, and these cells seemed to die by necrosis. Using isogenic p21(+/+) and p21(-/-) cell lines and direct inhibition of caspase activity, we demonstrate that the reduced sensitivity to killing by ABHA is a consequence of inhibition of apoptosis by up-regulated p21 expression. These data indicate the enormous potential of therapeutic strategies that bypass the cytoprotective effect of p21 and act on the same molecular targets as the histone deacetylase inhibitors.

Histone hyperacetylation induced by histone deacetylase inhibitors is not sufficient to cause growth inhibition in human dermal fibroblasts

Use of specific histone deacetylase inhibitors has revealed critical roles for the histone deacetylases (HDAC) in controlling proliferation. Although many studies have correlated the function of HDAC inhibitors with the hyperacetylation of histones, few studies have specifically addressed whether the accumulation of acetylated histones, caused by HDAC inhibitor treatment, is responsible for growth inhibition. In the present study we show that HDAC inhibitors cause growth inhibition in normal and transformed keratinocytes but not in normal dermal fibroblasts, This was despite the observation that the HDAC inhibitor, suberic bishydroxamate (SBHA), caused a kinetically similar accumulation of hyperacetylated histones, This cell type-specific response to SBHA was not due to the inactivation of SBHA by fibroblasts, nor was it due to differences in the expression of specific HDAC family members. Remarkably, overexpression of HDACs 1, 4, and 6 in normal human fibroblasts resulted in cells that could be growth-inhibited by SBHA. These data suggest that, although histone acetylation is a major target for HDAC inhibitors, the accumulation of hyperacetylated histones is not sufficient to cause growth inhibition in all cell types, This suggests that growth inhibition, caused by HDAC inhibitors, may be the culmination of histone hyperacetylation acting in concert with other growth regulatory pathways.

Structural effects of lipophilic methotrexate conjugates on model phospholipid biomembranes

Lipophilic conjugates of the antitumor drug methotrexate (MTX) with lipoamino acids (LAAs) have been previously described as a tool to enhance MTX passive entrance into cells, overcoming a form of transport resistance which makes tumour cells insensitive to the antimetabolite. A knowledge of the mechanisms of interaction of such lipophilic derivatives with cell membranes could be useful for planning further lipophilic MTX derivatives with an optimal antitumour activity. To this aim, a calorimetric study was undertaken using a biomembrane model made from synthetic 1,2-dipalmitoyl-glycero-3-phosphocholine (DPPC) multilamellar liposomes. The effects of MTX and conjugates on the phase transition of liposomes were investigated using differential scanning calorimetry. The interaction of pure MTX with the liposomes was limited to the outer part of the phospholipid bilayers, due to the polar nature of the drug. Conversely, its lipophilic conjugates showed a hydrophobic kind of interaction, perturbing the packing order of DPPC bilayers. In particular, a reduction of the enthalpy of transition from the gel to the liquid crystal phase of DPPC membranes was observed. Such an effect was related to the structure and mole fraction of the conjugates in the liposomes. The antitumour activity of MTX conjugates was evaluated against cultures of a CCRF-CEM human leukemic T-cell line and a related MTX resistant sub-line. The in vitro cell growth inhibitory activity was higher for bis(tetradecyl) conjugates than for both the other shorter- and longer-chain derivatives. The biological effectiveness of the various MTX derivatives correlated very well with the thermotropic effects observed on the phase transition of DPPC biomembranes. (C), 2001 Elsevier Science B.V All rights reserved.

A histone deacetylase inhibitor, azelaic bishydroxamic acid, shows cytotoxicity on Epstein-Barr virus-transformed B-cell lines - A potential therapy for posttransplant lymphoproliferative disease

Background. Posttransplant lymphoproliferative disease (PTLD), driven by the presence of Epstein-Barr virus (EBV), is becoming an increasingly important clinical problem after solid organ transplantation. The use of immunosuppressive therapy leads to the inhibition of the cytotoxic T cells that normally control the EBV latently infected B cells. The prognosis for many patients with PTLD is poor, and the optimal treatment strategy is not well defined. Method. This study investigates the use of a histone deacetylase inhibitor, azelaic bishydroxamic acid (ABRA), for its ability to effectively kill EBV-transformed lymphoblastoid cell lines. Results. In vitro treatment of lymphoblastoid cell lines with ABRA showed that they were effectively killed by low doses of the drug (ID50 2-5 mug/ml) within 48 hr. As well as being effective against polyclonal B-cell lines, ABHA was also shown to be toxic to seven of eight clonal Burkitt's lymphoma cell lines, indicating that the drug may also be useful in the treatment of late-occurring clonal PTLD. In addition, ABHA treatment did not induce EBV replication or affect EBV latent gene expression. Conclusion. These studies suggest that ABHA effectively kills both polyclonal and clonal B-cell lines and has potential in the treatment of PTLD.

Renal cell carcinoma may adapt to and overcome anti-angiogenic intervention with thalidomide

Objective To report on the failure of thalidomide to inhibit tumour growth in an animal model of human renal cell carcinoma (RCC). Materials and methods An orthotopic xenograft model of human RCC was used in which tumour cells were implanted in the left kidney of male 'severe combined immunodeficient' mice. Thalidomide was administered by intraperitoneal injection and after 34 days the mice were killed. The extent of tumour growth was compared in treated and untreated mice. Total RNA was extracted from both tumour-affected and contralateral kidneys, and analysed by reverse transcription-polymerase chain reaction for various genes implicated in angiogenesis and metastasis in RCC. Results Thalidomide failed to inhibit the growth of xenograft tumours. The expression of angiogenic genes, e.g. vascular endothelial growth factor and fibroblast growth factor type 2 (FGF-2) within normal and tumour-affected kidney tissue was not reduced by thalidomide. Intratumoral transcription Of beta(3)-integrin, a critical component of angiogenesis, was significantly increased in response to thalidomide treatment (P

Organic compounds isolated from Juniperus brevifolia bark

10º Encontro Nacional de Química Orgânica e 1º Simpósio Luso-Brasileiro de Química Orgânica, Lisboa, 4-6 Setembro de 2013

Redox-active cytotoxic diorganotin(IV) cycloalkylhydroxamate complexes with different ring sizes: Reduction behaviour and theoretical interpretation

Two series of new diorganotin(IV) cycloalkylhydroxamate complexes with different ring sizes (cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl and cyclohexyl), formulated as the mononuclear [R2Sn(HL)(2)] (1:2) (a, R=Bu-n and Ph) and the polymeric [R2SnL](n) (1:1) (b, R=Bu-n) compounds, were prepared and fully characterized. Single crystal X-ray diffraction for [(Bu2Sn)-Bu-n{C5H9C(O)NHO}(2)] (3a) discloses the cis geometry and strong intermolecular NH center dot center dot center dot O interactions. The in vitro cytotoxic activities of the complexes were evaluated against HL-60, Bel-7402, BGC-823 and KB human tumour cell lines, the greater activity concerning [(Bu2Sn)-Bu-n(HL)(2)] [HL=C3H5C(O)NHO (1a), C6H11C(O)NHO (4a)] towards BGC-823. The complexes undergo, by cyclic voltammetry and controlled-potential electrolysis, one irreversible overall two-electron cathodic process at a reduction potential that does not appear to correlate with the antitumour activity. The electrochemical behaviour of [R2Sn(C5H9C(O)NHO)(2)] [R=Bu-n (3a), Ph (7a)] was also investigated using density functional theory (DFT) methods, showing that the ultimate complex structure and the mechanism of its formation are R dependent: for the aromatic (R = Ph) complex, the initial reduction step is centred on the phenyl ligands and at the metal, being followed by a second reduction with Sn-O and Sn-C ruptures, whereas for the alkyl (R=Bu-n) complex the first reduction step is centred on one of the hydroxamate ligands and is followed by a second reduction with Sn-O bond cleavages and preservation of the alkyl ligands. In both cases, the final complexes are highly coordinative unsaturated Sn-II species with the cis geometry, features that can be of biological significance.

Bioactive dihydroxyfuranonaphthoquinones from the bark of Tabebuia incana A.H. Gentry (Bignoniaceae) and HPLC analysis of commercial pau d'arco and certified T.incana bark infusions

Tabebuia incana A.H. Gentry (Bignoniaceae) is a tree from the Brazilian Amazon having medicinal uses and is one several Tabebuia spp. known as pau d'arco or palo de arco in this region. Fractionation of the bark ethanolic extract afforded a mixture of 5 and 8-hydroxy-2-(1-hydroxyethyl)naphtho[2,3-b]furan-4,9-diones (1 and 2, respectively) identified on the basis of nuclear magnetic resonance (NMR), infrared (IR) and mass (MS) spectra, whose in vitro antimalarial and antitumor activity have been shown previously. This is the first study on T. incana bark, and 2 are described in this species for the first time. Also, high performance liquid chromatography (HPLC) analysis of T. incana bark tea revealed the presence of the 1 + 2 mixture peak corresponding to a concentration in the range 10-6-10-5 M. The chromatograms of teas prepared from commercial pau d' arco and T. incana bark were also studied and the presence of the 1 + 2 peak has potential for quality control of commercial plant materials.

The powerful in vitro bioactivity of Euterpe oleracea Mart. seeds and related phenolic compounds

The Euterpe oleracea Mart. (açaí) is a plant from the Amazon region, classified as "super fruit" because of its various functional properties. However, limited investigation has been performed on açaí by-products, such as seeds. Therefore, the aim of this work was to characterized the phenolic compounds of the aqueous extract of açaí seeds and further evaluate its bioactivity (antioxidant and cytotoxic activities. Only proanthocyanidins were detected, being a B-type (epi)catechin tetramer the most abundant; however, procyanidin trimmers were the most predominant form. Açaí seeds extract revealed a high antioxidant (EC50 ranging from 3.6 to 19.4 μg/mL) and cytotoxic activity, being more effective in the cervical carcinoma cell line (HeLa; GI50 = 18 μg/mL); it did not show toxicity for non-tumor cells. Açaí seeds are considered a waste and could have an added economic benefit, through the extraction of natural antioxidants, particularly proanthocyanidins, that could find applications in food and pharmaceutical industries.

The role of monocarboxylate transporters in 3-bromopyruvate effect in cancer cells

Tese de Doutoramento em Biologia Molecular e Ambiental (área de especialização em Biologia Molecular e Saúde).

Development of a bifunctional CD1d-anti-HER2 scFv fusion molecule to redirect the iNKT cell-mediated immune response to the tumor site

Abstract : Invariant natural killer T lymphocytes (iNKT) are a unique subpopulation of T lymphocytes recognizing glycolipid antigens in the context of the MHC class I-like molecule CD1d. Upon activation with the high affinity ligand α-galactosylceramide (αGalCer), iNKT cells rapidly produce large amounts of the pro-inflammatory cytokine interferon gamma (IFN-γ) and potently activate cells of the innate and adaptive immune response, such as dendritic cells (DCs), NK and T cells. In this context, iNKT cells have been shown to efficiently mediate antitumor activity, and recent research has focused on the manipulation of these cells for antitumor therapies. However, a major drawback of αGalCer as a free drug is that a single injection of this ligand leads to a short-lived iNKT cell activation followed by a long-term anergy, limiting its therapeutic use. In contrast, we demonstrate here that when αGalCer is loaded on a recombinant soluble CD1d molecule (αGalCer/sCD1d), repeated injections lead to a sustained iNKT and NK cell activation associated with IFN-γ secretion as well as with DC maturation. Most importantly, when the αGalCer/sCD1d is fused to an anti-HER2 scFv antibody fragment, potent inhibition of experimental lung metastasis and established subcutaneous tumors is obtained when systemic treatment is started two to seven days after the injection of HER2-expressing B16 melanoma cells, whereas at this time free αGalCer has no effect. The antitumor activity of the sCD1d-anti-HER2 fusion protein is associated with HER2-specific tumor localization and accumulation of iNKT, NK and T cells at the tumor site. Importantly, active T cell immunization combined with the sCD1d-anti-HER2 treatment leads to the accumulation of antigen-specific CD8 T cells exclusively in HER2-expressing tumors, resulting in potent tumor inhibition. In conclusion, sustained activation and tumor targeting of iNKT cells by recombinant αGalCer/sCD1d molecules thus may promote a combined innate and adaptive immune response at the tumor site that may prove to be effective in cancer immunotherapy. RESUME : Les lymphocytes «invariant Natural Killer T » (iNKT) forment une sous-population particulière de lymphocytes T reconnaissant des antigènes glycolipidiques présentés sur la molécule non-polymorphique CD1d, analogue aux protéines du complexe majeur d'histocompatibilité de classe I. Après activation avec le ligand de haute affinité α-galactosylceramide (αGalCer), les cellules iNKT produisent des grandes quantités de la cytokine pro-inflammatoire interferon gamma (IFN-γ) et activent les cellules du système immunitaire inné et acquis, telles que les cellules dendritiques (DC), NK et T. En conséquence, on a montré que les cellules iNKT exercent des activités anti-tumorales et la recherche s'est intéressée à la manipulation de ces cellules pour développer des thérapies anti-tumorales. Néanmoins, le désavantage majeur de l'αGalCer, injecté seul, est qu'une seule dose de ce ligand aboutit à une activation des cellules iNKT de courte durée suivie par un état anergique prolongé, limitant l'utilisation thérapeutique de ce glycolipide. En revanche, l'étude présentée ici démontre que, si l'αGalCer est chargé sur des molécules récombinantes soluble CD1d (αGalCer/sCDld), des injections répétées aboutissent à une activation prolongée des cellules iNKT et NK associée avec la sécrétion d'IFN-γ et la maturation des cellules DC. Plus important, si on fusionne la molécule αGalCer/sCD1d avec un fragment single-chain (scFv) de l'anticorps anti-HER2, on observe une importante inhibition de métastases expérimentales aux poumons et de tumeurs sous-cutanées même lorsque le traitement systémique est commencé 2 à 7 jours après la greffe des cellules de mélanome B16 transfectées avec l'antigène HER2. Dans les mêmes conditions le traitement avec l'αGalCer seul est inefficace. L'activité anti-tumorale de la protéine sCDld-anti-HER2 est associée à son accumulation spécifique dans des tumeurs exprimant le HER2 ainsi qu'avec une accumulation des cellules iNKT, NK et T à la tumeur. De plus, une immunisation active combinée avec le traitement sCD1d-anti-HER2 aboutit à une accumulation des lymphocytes T CD8 spécifiques de l'antigène d'immunisation, ceci exclusivement dans des tumeurs qui expriment l'antigène HER2. Cette combinaison résulte dans une activité anti-tumeur accrue. En conclusion, l'activation prolongée des cellules iNKT redirigées à la tumeur par des molécules recombinantes αGalCer/sCDld conduit à l'activation de la réponse innée et adaptative au site tumoral, offrant une nouvelle stratégie prometteuse d'immunothérapie contre le cancer. RESUME POUR UN LARGE PUBLIC : Le cancer est une cause majeure de décès dans le monde. Sur un total de 58 millions de décès enregistrés au niveau mondial en 2005, 7,6 millions (soit 13%) étaient dus au cancer. Les principaux traitements de nombreux cancers sont la chirurgie, en association avec la radiothérapie et la chimiothérapie. Néanmoins, ces traitements nuisent aussi aux cellules normales de notre corps et parfois, ils ne suffisent pas pour éliminer définitivement une tumeur. L'immunothérapie est l'une des nouvelles approches pour la lutte contre le cancer et elle vise à exploiter la spécificité du système immunitaire qui peut distinguer des cellules normales et tumorales. Une cellule exprimant un marqueur tumoral (antigène) peut être reconnue par le système immunitaire humoral (anticorps) et/ou cellulaire, induisant une réponse spécifique contre la tumeur. L'immunothérapie peut s'appuyer alors sur la perfusion d'anticorps monoclonaux dirigés contre des antigènes tumoraux, par exemple les anticorps dirigés contre les protéines oncogéniques Her-2/neu dans le cancer du sein. Ces anticorps ont le grand avantage de spécifiquement se localiser à la tumeur et d'induire la lyse ou d'inhiber la prolifération des cellules tumorales exprimant l'antigène. Aujourd'hui, six anticorps monoclonaux non-conjugés sont approuvés en clinique. Cependant l'efficacité de ces anticorps contre des tumeurs solides reste limitée et les traitements sont souvent combinés avec de la chimiothérapie. L'immunothérapie spécifique peut également être cellulaire et exploiter par immunisation active le développement de lymphocytes T cytotoxiques (CTL) capables de détruire spécifiquement les cellules malignes. De telles «vaccinations »sont actuellement testées en clinique, mais jusqu'à présent elles n'ont pas abouti aux résultats satisfaisants. Pour obtenir une réponse lymphocytaire T cytotoxique antitumorale, la cellule T doit reconnaître un antigène associé à la tumeur, présenté sous forme de peptide dans un complexe majeur d'histocompatibilité de classe I (CHM I). Cependant les cellules tumorales sont peu efficace dans la présentation d'antigène, car souvent elles se caractérisent par une diminution ou une absence d'expression des molécules d'histocompatibilité de classe I, et expriment peu ou pas de molécules d'adhésion et de cytokines costimulatrices. C'est en partie pourquoi, malgré l'induction de fortes réponses CTL spécifiquement dirigés contre des antigènes tumoraux, les régressions tumorales obtenus grâce à ces vaccinations sont relativement rares. Les lymphocytes «invariant Natural Killer T » (iNKT) forment une sous-population particulière de lymphocytes T reconnaissant des antigènes glycolipidiques présentés sur la molécule non-polymorphique CD1d, analogue aux protéines CMH I. Après activation avec le ligand de haute affinité α-galactosylceramide (αGalCer), les cellules iNKT produisent des grandes quantités de la cytokine pro-inflammatoire interferon gamma (IFN-γ) et activent les cellules du système immunitaire inné et acquis, telles que les cellules dendritiques (DC), NK et T. En conséquence, on a montré que les cellules iNKT exercent des activités anti-tumorales et la recherche s'est intéressée à la manipulation de ces cellules pour développer des thérapies anti-tumorales. Néanmoins, le désavantage majeur de l'αGalCer, injecté seul, est qu'une seule dose de ce ligand aboutit à une activation des cellules iNKT de courte durée suivie par un état anergique prolongé, limitant l'utilisation thérapeutique de ce glycolipide. Notre groupe de recherche a donc eu l'idée de développer une nouvelle approche thérapeutique où la réponse immunitaire des cellules iNKT serait prolongée et redirigée vers la tumeur par des anticorps monoclonaux. Concrètement, nous avons produit des molécules récombinantes soluble CD1d (sCD1d) qui, si elles sont chargés avec l'αGalCer (αGalCer/sCDld), aboutissent à une activation prolongée des cellules iNKT et NK associée avec la sécrétion d'IFN-γ et la maturation des cellules DC. Plus important, si la molécule αGalCer/sCD1d est fusionnée avec un fragment single-chain (scFv) de l'anticorps anti-HER2, la réponse immunitaire est redirigée à la tumeur pour autant que les cellules cancéreuses expriment l'antigène HER2. Les molécules αGalCer/sCDld ainsi présentées activent les lymphocytes iNKT. Avec cette stratégie, on observe une importante inhibition de métastases expérimentales aux poumons et de tumeurs sous-cutanées, même lorsque le traitement systémique est commencé 2 à 7 jours après la greffe des cellules de mélanome B16 transfectées avec l'antigène HER2. Dans les mêmes conditions le traitement avec l'αGalCer seul est inefficace. L'activité anti-tumorale de la protéine sCDld-anti-HER2 est associée à son accumulation spécifique dans des tumeurs exprimant le HER2 ainsi qu'avec une accumulation des cellules iNKT, NK et T à la tumeur. En conclusion, l'activation prolongée des cellules iNKT redirigées à la tumeur par des molécules récombinantes αGalCer/sCD1d conduit à l'activation de la réponse innée et adaptative au site tumoral, offrant une nouvelle stratégie prometteuse d'immunothérapie contre le cancer.

HARNESSING iNKT CELLS WITH RECOMBINANT CD1d FUSION PROTEINS TO REDIRECT INNATE AND ADAPTIVE IMMUNITY TO THE TUMOR

Les thérapies du cancer, comme la radiothérapie et la chimiothérapie, sont couramment utilisées mais ont de nombreux effets secondaires. Ces thérapies invasives pour le patient nécessitent d'être améliorées et de nombreuses avancées ont été faites afin d'adapter et de personnaliser le traitement du cancer. L'immunothérapie a pour but de renforcer le système immunitaire du patient et de le rediriger de manière spécifique contre la tumeur. Dans notre projet, nous activons les lymphocytes Invariant Natural Killer T (iNKT) afin de mettre en place une immunothérapie innovatrice contre le cancer. Les cellules iNKT sont une unique sous-population de lymphocytes T qui ont la particularité de réunir les propriétés de l'immunité innée ainsi qu'adaptative. En effet, les cellules iNKT expriment à leur surface des molécules présentes aussi sur les cellules tueuses NK, caractéristique de l'immunité innée, ainsi qu'un récepteur de cellules T (TCR) qui représente l'immunité adaptative. Les cellules iNKT reconnaissent avec leur TCR des antigènes présentés par la molécule CD1d. Les antigènes sont des protéines, des polysaccharides ou des lipides reconnus par les cellules du système immunitaire ou les anticorps pour engendrer une réponse immunitaire. Dans le cas des cellules iNKT, l'alpha-galactosylceramide (αGC) est un antigène lipidique fréquemment utilisé dans les études cliniques comme puissant activateur. Après l'activation des cellules iNKT avec l'αGC, celles-ci produisent abondamment et rapidement des cytokines. Ces cytokines sont des molécules agissant comme des signaux activateurs d'autres cellules du système immunitaire telles que les cellules NK et les lymphocytes T. Cependant, les cellules iNKT deviennent anergiques après un seul traitement avec l'αGC c'est à dire qu'elles ne peuvent plus être réactivées, ce qui limite leur utilisation dans l'immunothérapie du cancer. Dans notre groupe, Stirnemann et al ont publié une molécule recombinante innovante, composée de la molécule CD1d soluble et chargée avec le ligand αGC (αGC/sCD1d). Cette protéine est capable d'activer les cellules iNKT tout en évitant l'anergie. Dans le système immunitaire, les anticorps sont indispensables pour combattre une infection bactérienne ou virale. En effet, les anticorps ont la capacité de reconnaître et lier spécifiquement un antigène et permettent l'élimination de la cellule qui exprime cet antigène. Dans le domaine de l'immunothérapie, les anticorps sont utilisés afin de cibler des antigènes présentés seulement par la tumeur. Ce procédé permet de réduire efficacement les effets secondaires lors du traitement du cancer. Nous avons donc fusionné la protéine recombinante αGC/CD1d à un fragment d'anticorps qui reconnaît un antigène spécifique des cellules tumorales. Dans une étude préclinique, nous avons démontré que la protéine αGC/sCD1d avec un fragment d'anticorps dirigé contre la tumeur engendre une meilleure activation des cellules iNKT et entraîne un effet anti-tumeur prolongé. Cet effet anti-tumeur est augmenté comparé à une protéine αGC/CD1d qui ne cible pas la tumeur. Nous avons aussi montré que l'activation des cellules iNKT avec la protéine αGC/sCD1d-anti-tumeur améliore l'effet anti- tumoral d'un vaccin pour le cancer. Lors d'expériences in vitro, la protéine αGC/sCD1d-anti- tumeur permet aussi d'activer les cellules humaines iNKT et ainsi tuer spécifiquement les cellules tumorales humaines. La protéine αGC/sCD1d-anti-tumeur représente une alternative thérapeutique prometteuse dans l'immunothérapie du cancer. - Les cellules Invariant Natural Killer T (iNKT), dont les effets anti-tumoraux ont été démontrés, sont de puissants activateurs des cellules Natural Killer (NK), des cellules dendritiques (DC) et des lymphocytes T. Cependant, une seule injection du ligand de haute affinité alpha-galactosylceramide (αGC) n'induit une forte activation des cellules iNKT que durant une courte période. Celle-ci est alors suivie d'une longue phase d'anergie, limitant ainsi leur utilisation pour la thérapie. Comme alternative prometteuse, nous avons montré que des injections répétées d'αGC chargé sur une protéine recombinante de CD1d soluble (αGC/sCD1d) chez la souris entraînent une activation prolongée des cellules iNKT, associée à une production continue de cytokine. De plus, le maintien de la réactivité des cellules iNKT permet de prolonger l'activité anti-tumorale lorsque la protéine αGC/sCD1d est fusionnée à un fragment d'anticorps (scFv) dirigé contre la tumeur. L'inhibition de la croissance tumorale n'est optimale que lorsque les souris sont traitées avec la protéine αGC/sCD1d-scFv ciblant la tumeur, la protéine αGC/sCD1d-scFv non-appropriée étant moins efficace. Dans le système humain, les protéines recombinantes αGC/sCD1d-anti-HER2 et anti-CEA sont capables d'activer et de faire proliférer des cellules iNKT à partir de PBMCs issues de donneurs sains. De plus, la protéine αGC/sCD1d-scFv a la capacité d'activer directement des clones iNKT humains en l'absence de cellules présentatrices d'antigènes (CPA), contrairement au ligand αGC libre. Mais surtout, la lyse des cellules tumorales par les iNKT humaines n'est obtenue que lorsqu'elles sont incubées avec la protéine αGC/sCD1d-scFv anti- tumeur. En outre, la redirection de la cytotoxicité des cellules iNKT vers la tumeur est supérieure à celle obtenue avec une stimulation par des CPA chargées avec l'αGC. Afin d'augmenter les effets anti-tumoraux, nous avons exploité la capacité des cellules iNKT à activer l'immunité adaptive. Pour ce faire, nous avons combiné l'immunothérapie NKT/CD1d avec un vaccin anti-tumoral composé d'un peptide OVA. Des effets synergiques ont été obtenus lorsque les traitements avec la protéine αGC/sCD1d-anti-HER2 étaient associés avec le CpG ODN comme adjuvant pour la vaccination avec le peptide OVA. Ces effets ont été observés à travers l'activation de nombreux lymphocytes T CD8+ spécifique de la tumeur, ainsi que par la forte expansion des cellules NK. Les réponses, innée et adaptive, élevées après le traitement avec la protéine αGC/sCD1d-anti-HER2 combinée au vaccin OVA/CpG ODN étaient associées à un fort ralentissement de la croissance des tumeurs B16- OVA-HER2. Cet effet anti-tumoral corrèle avec l'enrichissement des lymphocytes T CD8+ spécifiques observé à la tumeur. Afin d'étendre l'application des protéines αGC/sCD1d et d'améliorer leur efficacité, nous avons développé des fusions CD1d alternatives. Premièrement, une protéine αGC/sCD1d dimérique, qui permet d'augmenter l'avidité de la molécule CD1d pour les cellules iNKT. Dans un deuxième temps, nous avons fusionné la protéine αGC/sCD1d avec un scFv dirigé contre le récepteur 3 du facteur de croissance pour l'endothélium vasculaire (VEGFR-3), afin de cibler l'environnement de la tumeur. Dans l'ensemble, ces résultats démontrent que la thérapie médiée par la protéine recombinante αGC/sCD1d-scFv est une approche prometteuse pour rediriger l'immunité innée et adaptive vers le site tumoral. - Invariant Natural Killer T cells (iNKT) are potent activators of Natural Killer (NK), dendritic cells (DC) and T lymphocytes, and their anti-tumor activities have been well demonstrated. However, a single injection of the high affinity CD1d ligand alpha-galactosylceramide (αGC) leads to a strong but short-lived iNKT cell activation followed by a phase of long-term anergy, limiting the therapeutic use of this ligand. As a promising alternative, we have demonstrated that when αGC is loaded on recombinant soluble CD1d molecules (αGC/sCD1d), repeated injections in mice led to the sustained iNKT cell activation associated with continued cytokine secretion. Importantly, the retained reactivity of iNKT cell led to prolonged antitumor activity when the αGC/sCD1d was fused to an anti-tumor scFv fragments. Optimal inhibition of tumor growth was obtained only when mice were treated with the tumor-targeted αGC/CD1d-scFv fusion, whereas the irrelevant αGC/CD1d-scFv fusion was less efficient. When tested in a human system, the recombinant αGC/sCD1d-anti-HER2 and -anti-CEA fusion proteins were able to expand iNKT cells from PBMCs of healthy donors. Furthermore, the αGC/sCD1d-scFv fusion had the capacity to directly activate human iNKT cells clones without the presence of antigen-presenting cells (APCs), in contrast to the free αGC ligand. Most importantly, tumor cell killing by human iNKT cells was obtained only when co- incubated with the tumor targeted sCD1d-antitumor scFv, and their direct tumor cytotoxicity was superior to the bystander killing obtained with αGC-loaded APCs stimulation. To further enhance the anti-tumor effects, we exploited the ability of iNKT cells to transactivate the adaptive immunity, by combining the NKT/CD1d immunotherapy with a peptide cancer vaccine. Interestingly, synergistic effects were obtained when the αGC/sCD1d- anti-HER2 fusion treatment was combined with CpG ODN as adjuvant for the OVA peptide vaccine, as seen by higher numbers of activated antigen-specific CD8 T cells and NK cells, as compared to each regimen alone. The increased innate and adaptive immune responses upon combined tumor targeted sCD1d-scFv treatment and OVA/CpG vaccine were associated with a strong delay in B16-OVA-HER2 melanoma tumor growth, which correlated with an enrichment of antigen-specific CD8 cells at the tumor site. In order to extend the application of the CD1d fusion, we designed alternative CD1d fusion proteins. First, a dimeric αGC/sCD1d-Fc fusion, which permits to augment the avidity of the CD1d for iNKT cells and second, an αGC/sCD1d fused to an anti vascular endothelial growth factor receptor-3 (VEGFR-3) scFv, in order to target tumor stroma environment. Altogether, these results demonstrate that the iNKT-mediated immunotherapy via recombinant αGC/sCD1d-scFv fusion is a promising approach to redirect the innate and adaptive antitumor immune response to the tumor site.

Continuous Sunitinib treatment in patients with advanced hepatocellular carcinoma: a Swiss Group for Clinical Cancer Research (SAKK) and Swiss Association for the Study of the Liver (SASL) multicenter phase II trial (SAKK 77/06).

BACKGROUND: Sunitinib (SU) is a multitargeted tyrosine kinase inhibitor with antitumor and antiangiogenic activity. The objective of this trial was to demonstrate antitumor activity of continuous SU treatment in patients with hepatocellular carcinoma (HCC). PATIENTS AND METHODS: Key eligibility criteria included unresectable or metastatic HCC, no prior systemic anticancer treatment, measurable disease, and Child-Pugh class A or mild Child-Pugh class B liver dysfunction. Patients received 37.5 mg SU daily until progression or unacceptable toxicity. The primary endpoint was progression-free survival at 12 weeks (PFS12). RESULTS: Forty-five patients were enrolled. The median age was 63 years; 89% had Child-Pugh class A disease and 47% had distant metastases. PFS12 was rated successful in 15 patients (33%; 95% confidence interval, 20%-47%). Over the whole trial period, one complete response and a 40% rate of stable disease as the best response were achieved. The median PFS duration, disease stabilization duration, time to progression, and overall survival time were 1.5, 2.9, 1.5, and 9.3 months, respectively. Grade 3 and 4 adverse events were infrequent. None of the 33 deaths were considered drug related. CONCLUSION: Continuous SU treatment with 37.5 mg daily is feasible and has moderate activity in patients with advanced HCC and mild to moderately impaired liver dysfunction. Under this trial design (>13 PFS12 successes), the therapy is considered promising. This is the first trial describing the clinical effects of continuous dosing of SU in HCC patients on a schedule that is used in an ongoing, randomized, phase III trial in comparison with the current treatment standard, sorafenib (ClinicalTrials.gov identifier, NCT00699374).