Sviluppo e validazione di un agente virale oncolitico basato su Herpes Simplex Virus tipo 1 (oHSV-1) altamente neuroattenuato ed esprimente la proteina mCherry

Glioblastoma multiforme (GBM) is the most common primary brain cancer in adults. This tumor is considered non-curable with a median overall survival (OS) of 15 months. The 1-year and 2-year survival rates are 30% and 6.7%, respectively. The currently available treatments, such as surgery and chemotherapy, allow patients to extend their survival up to only 14 months. Immunotherapy is a biological therapy that uses the immune system for fighting diseases and it is especially used for cancer treatment. Oncolytic viruses (OVs) are viruses that either naturally or upon genetic manipulation display selective replication in cancer cells. By completing their replication cycle, OVs lyse cancer cells and allow the release of tumor associated antigens and inflammatory signals, boosting the antitumoral immune response. OVs can also be “armed” with immune modulators to enhance the efficacy of the therapy by altering, for example, the tumor microenvironment (TME) that is highly immune-depressed in several solid tumors. Finally, by genetically modifying OVs, the local expression of immune therapeutics can be achieved, with a reduction of toxicity and off-topic effects. This experimental work is focused on the production and validation of a highly neuro-attenuated version of the herpes simplex virus type 1 (oHSV-1-mir124), to be adopted as a platform for the development of an OV aimed at the treatment of GBM and/or other cerebral tumors. The recombinant virus has been enriched with a transgene encoding a reporter protein (the mCherry) to enable its in vitro characterization. In particular, oHSV-1 killing activity towards cancer cells and its behavior in primary neurons has been analyzed in this thesis. Overall, our data indicate that oHSV-1-mir124 is a promising tool for a safe virotherapy of brain tumors.

Il glioblastoma multiforme (GBM) è il tumore maligno primario del cervello più comune negli adulti. Questo tumore è considerato non curabile e con una sopravvivenza globale mediana di 15 mesi. I tassi di sopravvivenza dopo 1 e 2 anni sono rispettivamente del 30% e del 6,7%. I trattamenti attualmente disponibili, come la chirurgia e la chemioterapia, consentono ai pazienti di prolungare la loro sopravvivenza fino a soli 14 mesi. L’immunoterapia è una terapia biologica che utilizza il sistema immunitario per combattere le malattie ed è utilizzata soprattutto per la cura del cancro. I virus oncolitici (OV) sono virus che, naturalmente o in seguito a manipolazione genetica, mostrano una replicazione selettiva nelle cellule tumorali. Completando il loro ciclo di replicazione, gli OV lisano le cellule tumorali e consentono il rilascio di antigeni e segnali infiammatori associati al tumore, aumentando la risposta immunitaria antitumorale. Gli OV possono anche essere “armati” con immunomodulatori per migliorare l’efficacia della terapia alterando, ad esempio, il microambiente tumorale (TME) che è altamente immunodepresso in diversi tumori solidi. Infine, modificando geneticamente gli OV, è possibile ottenere l’espressione locale delle terapie immunitarie, con una riduzione della tossicità e degli effetti fuori tema. Questa tesi è focalizzata sulla produzione e validazione di una versione altamente neuro-attenuata del virus dell'herpes simplex di tipo 1 (oHSV-1-mir124), da adottare come piattaforma per lo sviluppo di un OV mirato al trattamento del GBM e/o altri tumori cerebrali. Il virus ricombinante è stato arricchito con un transgene che codifica per una proteina reporter mCherry per consentirne la caratterizzazione in vitro. In particolare, in questa tesi è stata analizzata l'attività di uccisione di oHSV-1 nei confronti delle cellule tumorali e il suo comportamento nei neuroni primari. Nel complesso, i nostri dati indicano che oHSV-1-mir124 è uno strumento promettente per la terapia oncolitica nei tumori cerebrali.