Immune molecular mechanism for enhancing antitumor potency of a next-generation oncolytic virus by pre-immunization

• Project/Area Number: 23K24407
• Project/Area Number (Other): 22H03148 (2022-2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2022-2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 55020:Digestive surgery-related
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 藤原 俊義 岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (00304303)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 黒田 新士 岡山大学, 大学病院, 講師 (60633758) ; 田澤 大 岡山大学, 大学病院, 准教授 (90415513)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000); Fiscal Year 2024: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2023: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2022: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
• Keywords: 癌 / 遺伝子 / 細胞・組織 / 医療・福祉 / トランスレーショナル・リサーチ / トランスレーショナルリサーチ

Outline of Research at the Start

病原体に対して獲得された既存のメモリーT細胞が、ウイルス製剤によるがん免疫療法の抗腫瘍活性に影響を与えることが報告されている。テロメラーゼ依存性に増殖して腫瘍溶解を誘導するアデノウイルスOBP-301（Telomelysin）に、がん抑制遺伝子p53を搭載した次世代型武装化ウイルス製剤 OBP-702の臨床開発を進めている。本研究では、前臨床研究としてp53タンパク質やアデノウイルスの構成成分に対する既存の細胞性免疫あるいは液性免疫がOBP-702の腫瘍溶解性に及ぼす影響を検証し、これらの前感作免疫活性がOBP-702の抗腫瘍効果を期待する上でのバイオマーカーとなる可能性について検討する。

Outline of Annual Research Achievements

生体は外来性の病原体や内因性の異質タンパク質に対して、細胞性免疫あるいは液性免疫を獲得してその恒常性を維持する。最近、病原体に対して獲得された既存のメモリーT細胞が、ウイルス製剤によるがん免疫療法の抗腫瘍活性に大きな影響を与えることが報告されている。われわれは、テロメラーゼ依存性に増殖して腫瘍溶解を誘導する遺伝子組換えアデノウイルスOBP-301（Telomelysin）に、多機能がん抑制遺伝子であるp53を搭載した次世代型武装化ウイルス製剤 OBP-702の臨床開発を進めている。p53はヒト悪性腫瘍で最も高頻度に異常が認められるがん抑制遺伝子であり、変異型p53タンパク質はoncogenicに作用すると同時に、半減期が延長して免疫組織学的に検出可能となり、がん特異的抗原として提示される。今年度は、前年度に、マウス大腿骨から単離した骨髄細胞をIL-4とGM-CSFで5日間刺激した後に正常型p53発現非増殖性アデノウイルスAd-p53で2日間処理したAd-p53-DCが、DC成熟マーカー（CD86、MHC-II）を発現していることをフローサイトメトリーで確認した。また、Ad-p53-DCを皮下に4回接種した前感作マウスとコントロールの未接種マウスを用いて、マウス大腸癌細胞株CT26（p53正常型）の皮下腫瘍モデルを作成し、OBP-702を2回腫瘍内投与して1）無治療群、2）ワクチン治療群、3）OBP-702治療群、4）併用治療群の4群で腫瘍増殖を比較検討したところ、併用治療群で有意な腫瘍増殖抑制効果が認められた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究では、「p53タンパク質やアデノウイルス5型に対する既存の細胞性免疫あるいは液性免疫が、次世代型p53遺伝子発現武装化アデノウイルス製剤 OBP-702による消化器がんへの抗腫瘍活性を増強するかどうかを検証し、その前感作免疫活性のレベルと抗腫瘍効果の強度が相関するかどうかを明らかにすることでバイオマーカーとしての有用性を検討し、多様な生物活性を発揮する遺伝子改変ウイルス製剤としてのOBP-702の創薬基盤を確立すること」を目的としているが、Ad-p53-DCの併用によりOBP-702の治療効果の増強が認められることが確認できたので、2年目としては順調に進展しており上記の区分を選択した。

Strategy for Future Research Activity

1）Ad-p53-DCで前感作したマウスのCD8陽性脾細胞の抗腫瘍活性の検証:Ad-p53-DCで前感作したマウスから採取した脾細胞を低用量のIL-2で刺激し、マウス大腸癌細胞株CT26と共培養した後にCD45/CD8陽性細胞の中のIFN-γ陽性あるいはGranzyme B陽性細胞の比率をフローサイトメトリーで検討する。

2）Ad-p53-DCで前感作したマウスの腫瘍免疫微小環境の解析:Ad-p53-DCで前感作したマウス背部にマウス大腸癌細胞株CT26を移植後21日目に、マウスを犠牲死させ、腫瘍局所へのCD45陽性血球系細胞、CD8陽性リンパ球、CD11c陽性樹状細胞、F4/80陽性マクロファージなどの浸潤割合を比較検討する。また、CD8陽性細胞に関しては免疫組織染色にて腫瘍内分布を確認する。さらに、CD11c、CD163（M2マクロファージマーカー）などでも染色して比較検討する。

3）Ad-p53-DCが認識するp53抗原ペプチドの同定:Ad-p53-DCで前感作したマウスの腫瘍を採取し、MHC-I、MHC-IIを標的として免疫沈降を行い、固相抽出、限外濾過した後に質量分析法（Mass Spectrometry: MS）にて結合ペプチド同定を試みる。

Research Products

• [Journal Article] p53-armed oncolytic adenovirus induces autophagy and apoptosis in KRAS and BRAF-mutant colorectal cancer cells (2023)
  • Author(s): Tamura S, Tazawa H, Hori N, Li Y, Yamada M, Kikuchi S, Kuroda S, Urata Y, Kagawa S, Fujiwara T
  • Journal Title: PLoS One Volume: 18 Issue: 11 Pages: e0294491-e0294491
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0294491
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Intraperitoneal administration of p53-armed oncolytic adenovirus inhibits peritoneal metastasis of diffuse-type gastric cancer cells (2023)
  • Author(s): Hori N, Tazawa H, Li Y, Okura T, Kikuchi S, Kuroda S, Ohara T, Noma K, Nishizaki M, Urata Y, Kagawa S, Fujiwara T
  • Journal Title: Anticancer Res Volume: 43 Issue: 11 Pages: 4809-4821
  • DOI: 10.21873/anticanres.16678
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Exosomes as a drug delivery tool for cancer therapy: a new era for existing drugs and oncolytic viruses (2023)
  • Author(s): Kakiuchi Y, Kuroda S, Kanaya N, Kagawa S, Tazawa H, Fujiwara T
  • Journal Title: Expert Opin Ther Targets Volume: 27 Issue: 9 Pages: 807-816
  • DOI: 10.1080/14728222.2023.2259102
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] PD-L1 expressing cancer associated fibroblasts induce tumor immunosuppression and contribute to poor clinical outcome in esophageal cancer (2023)
  • Author(s): Kento Kawasaki
  • Journal Title: Cancer Immunology, Immunotherapy Volume: 72(11) Issue: 11 Pages: 3787-3802
  • DOI: 10.1007/s00262-023-03531-2
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Dual antiplatelet therapy inhibits neutrophil extracellular traps to reduce liver micrometastases of intrahepatic cholangiocarcinoma (2023)
  • Author(s): Yoshimoto Masashi、Kagawa Shunsuke、Kajioka Hiroki、Taniguchi Atsuki、Kuroda Shinji、Kikuchi Satoru、Kakiuchi Yoshihiko、Yagi Tomohiko、Nogi Shohei、Teraishi Fuminori、Shigeyasu Kunitoshi、Yoshida Ryuichi、Umeda Yuzo、Noma Kazuhiro、Tazawa Hiroshi、Fujiwara Toshiyoshi
  • Journal Title: Cancer Letters Volume: 567 Pages: 216260-216260
  • DOI: 10.1016/j.canlet.2023.216260
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Overcoming cancer-associated fibroblast-induced immunosuppression by anti-interleukin-6 receptor antibody. (2023)
  • Author(s): Nishiwaki N, Noma K, Ohara T, Kunitomo T, Kawasaki K, Akai M, Kobayashi T, Narusaka T, Kashima H, Sato H, Komoto S, Kato T, Maeda N, Kikuchi S, Tanabe S, Tazawa H, Shirakawa Y, Fujiwara T.
  • Journal Title: Cancer Immunology, Immunotherapy Volume: 72 Issue: 7 Pages: 2029-2044
  • DOI: 10.1007/s00262-023-03378-7
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ADAR1 is a promising risk stratification biomarker of remnant liver recurrence after hepatic metastasectomy for colorectal cancer (2023)
  • Author(s): Nanako Hata, Kunitoshi Shigeyasu, Sho Takeda, et al.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 13 Issue: 1 Pages: 2078-2078
  • DOI: 10.1038/s41598-023-29397-z
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Oncolytic virus-mediated reducing of myeloid-derived suppressor cells enhances the efficacy of PD-L1 blockade in gemcitabine-resistant pancreatic cancer (2023)
  • Author(s): Kajiwara Y, Tazawa H, Yamada S, Kanaya N, Fushimi T, Kikuchi S, Kuroda S, Ohara T, Noma K, Yoshida R, Umeda Y, Urata Y, Kagawa S, Fujiwara T
  • Journal Title: Cancer Immunol Immunother Volume: 72 Issue: 5 Pages: 1285-1300
  • DOI: 10.1007/s00262-022-03334-x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dual-targeted near-infrared photoimmunotherapy for esophageal cancer and cancer-associated fibroblasts in the tumor microenvironment (2022)
  • Author(s): Sato Hiroaki、Noma Kazuhiro、Ohara Toshiaki、Kawasaki Kento、Akai Masaaki、Kobayashi Teruki、Nishiwaki Noriyuki、Narusaka Toru、Komoto Satoshi、Kashima Hajime、Katsura Yuki、Kato Takuya、Kikuchi Satoru、Tazawa Hiroshi、Kagawa Shunsuke、Shirakawa Yasuhiro、Kobayashi Hisataka、Fujiwara Toshiyoshi
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 12 Issue: 1 Pages: 20152-20152
  • DOI: 10.1038/s41598-022-24313-3
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Oncolytic virus-mediated p53 overexpression promotes immunogenic cell death and efficacy of PD-1 blockade in pancreatic cancer (2022)
  • Author(s): Araki H, Tazawa H, Kanaya N, Kajiwara Y, Yamada M, Hashimoto M, Kikuchi S, Kuroda S, Yoshida R, Umeda Y, Urata Y, Kagawa S, Fujiwara T
  • Journal Title: Mol Ther Oncolytics Volume: 27 Pages: 3-13
  • DOI: 10.1016/j.omto.2022.09.003
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] RNA editing facilitates the enhanced production of neoantigens during the simultaneous administration of oxaliplatin and radiotherapy in colorectal cancer (2022)
  • Author(s): Komatsu Yasuhiro、Shigeyasu Kunitoshi、Kagawa Shunsuke、Michiue Hiroyuki、Tazawa Hiroshi、Goel Ajay、Fujiwara Toshiyoshi
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 12 Issue: 1 Pages: 00-00
  • DOI: 10.1038/s41598-022-17773-0
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Modulation of cancer-associated fibroblasts by oncolytic adenovirus-mediated p53 gene therapy overcomes peritoneal metastasis of gastric cancer (2022)
  • Author(s): Ogawa T, Kikuchi S, Tabuchi M, Mitsui E, Une Y, Tazawa H, Kuroda S, Noma K, Ohara T, Kagawa S, Urata Y, Fujiwara T
  • Journal Title: Mol Ther Oncolytics Volume: 25 Pages: 249-261
  • DOI: 10.1016/j.omto.2022.04.009
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Regulatory T cells induce a suppressive immune milieu and promote lymph node metastasis in intrahepatic cholangiocarcinoma (2022)
  • Author(s): Konishi DaisukeKishimoto Hiroyuki、Michiue Hiroyuki、Teraishi Fuminori、Kato Hironari、Tazawa Hiroshi、Yanai Hiroyuki、Yagi Takahito、Goel Ajay、Fujiwara Toshiyoshi
  • Journal Title: British Journal of Cancer Volume: 127 Issue: 4 Pages: 757-765
  • DOI: 10.1038/s41416-022-01838-y
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Tumor‐targeted fluorescence labeling systems for cancer diagnosis and treatment (2022)
  • Author(s): Tazawa H、Shigeyasu K、Noma K、Kagawa S、Sakurai F、Mizuguchi H、Kobayashi H、Imamura T、Fujiwara T
  • Journal Title: Cancer Science Volume: - Issue: 6 Pages: 1919-1929
  • DOI: 10.1111/cas.15369
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Overexpression of Adenovirus E1A Reverses Transforming Growth Factor-β-induced Epithelial-mesenchymal Transition in Human Esophageal Cancer Cells (2022)
  • Author(s): Masuda T, Tazawa H, Hashimoto Y, Ieda T, Kikuchi S, Kuroda S, Noma K, Urata Y, Kagawa S, Fujiwara T
  • Journal Title: Acta Medica Okayama Volume: 76 Issue: 2 Pages: 203-215
  • DOI: 10.18926/AMO/63425
  • URL: https://ousar.lib.okayama-u.ac.jp/63425
  • Peer Reviewed / Open Access