Administration transartérielle de virus oncolytiques pour locorégionale thérapie de Orthotopique HCC chez le rat
Summary
Oncolytic virotherapies are under development as novel therapeutics for the treatment of hepatocellular carcinoma (HCC). Here we describe a method for locoregional therapy of HCC via hepatic arterial administration of oncolytic virus.
Abstract
Hepatocellular carcinoma (HCC) is a disease with limited treatment options and poor prognosis. In recent years, oncolytic virotherapies have proven themselves to be potentially powerful tools to fight malignancy. Due to the unique dual blood supply in the liver, it is possible to apply therapies locally to orthotopic liver tumors, which are predominantly fed by arterial blood flow. We have previously demonstrated that hepatic arterial delivery of oncolytic viruses results in safe and efficient transduction efficiency of multifocal HCC lesions, resulting in significant prolongation of survival in immune competent rats. This procedure closely mimics the application of transarterial embolization in patients, which is the standard palliative care provided to many HCC patients. The ability to administer tumor therapies through the hepatic artery in rats allows for a highly sophisticated preclinical model for evaluating novel viral vectors under development. Here we describe the detailed protocol for microdissection of the hepatic artery for infusion of oncolytic virus vectors to treat orthotopic HCC.
Introduction
Le carcinome hépatocellulaire (HCC) est le cinquième cancer le plus répandu dans le monde entier, et la troisième principale cause de décès lié au cancer, ce qui en fait un problème de santé important 1,2. Pour les patients qui ne sont pas admissibles pour la résection de la tumeur, ou ceux qui attendent une transplantation du foie, la thérapie locorégionale impliquant embolisation transarterial (TAE) ou chimioembolisation transarterial (TACE) sont appliquées en soins palliatifs norme 3,4. Ces thérapies exploitent la caractéristique unique de double alimentation de sang dans le foie par lequel les tumeurs sont nourris presque exclusivement par débit sanguin hépatique artérielle, tandis que le foie environnante reçoit la majorité de son approvisionnement en sang de la veine 5,6.
En raison des efficacités très limitées de thérapies établies pour HCC, les virus oncolytiques ont émergé comme thérapeutiques alternatives prometteuses. JX-594, récemment rebaptisé Pexa-Vec, est un vecteur de la vaccine kinase supprimé thymidine, armés de granulocytes-macrophage facteur de stimulation des colonies (GM-CSF), qui a terminé la phase II des essais cliniques pour le HCC 7. Plus récemment, un vecteur recombinant vésiculaire virus de la stomatite (VSV) exprimant l'interféron-bêta humain est entré dans une phase I d'essai clinique pour sorafenib réfractaire HCC (NCT01628640). En tant que virus oncolytiques à se rapprocher d'obtenir l'approbation pour une application clinique pour le HCC chez les patients, la nécessité d'une voie d'administration efficace pour cibler la maladie multifocale est évidente. Bien que l'administration systémique est largement inefficace en raison de la transduction de la tumeur inefficace, applications intratumoral pourraient limiter l'efficacité de la thérapie à la tumeur injectée, laissant des lésions microscopiques uninjectable sensibles à la progression de la maladie.
Nous avons établi un procédé d'isolement de l'artère hépatique chez le rat pour administrer la thérapie de virus oncolytique de façon locorégionale de cibler HCC orthotopique. Nous avons démontré que cette voie d'administration des résultats dans sûr et efficave transduction des nodules de CHC multifocales, ce qui entraîne une prolongation significative de la survie chez les rats immunocompétents 8-10. Ici, nous décrivons la méthode d'accès, à disséquer et à injecter dans l'artère hépatique chez le rat. Un schéma de la procédure est illustrée à la figure 1 (déjà publié 9)
Protocol
Representative Results
Discussion
Although direct intratumoral injection is undoubtedly the simplest method to result in efficient tumor transduction of a single tumor nodule, hepatic arterial infusion represents an ideal administration route to target multifocal, orthotopic HCC. This method has proven to be both safe and effective for treating HCC in immune competent rats with oncolytic viruses. Furthermore, since HCC patients are routinely treated by transarterial application of chemoembolization, the method described here is readily translatable to …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work is supported by the SFB 824 subprojects C6 and C7 (DFG Sonderforschungsbereich 824), German Research Foundation, Bonn, Germany.
Materials
| Veterinary clippers | Aesculap | GT415 | Small, cordless trimmer ideal for removing fur from surgical area |
| Stereomicroscope | Zeiss | Stemi SV6 | |
| 30G Needles | Braun | 4656300 | 30G x ½” |
| 1ml syringes | Braun | 9161406V | Tuberculin syringe |
| Disposable scalpel | Feather | 2975#15 | #15 blade |
| Standard surgical scissors | Fine Science Tools | 14001-13 | Sharp/blunt, for opening skin and muscle |
| Adson forcep | Fine Science Tools | 1101-12 | With teeth, for grasping skin and muscle |
| Alm retractor | Fine Science Tools | 17008-07 | With blunt teeth, for spreading abdominal cavity open during surgery |
| Gauze swabs | Lohmann & Rauscher | 18504 | 7.5 x 7.5 cm, should be autoclaved prior to use |
| Cotton-tipped applicator swabs | Lohmann & Rauscher | 11970 | Sterile |
| Fine-tipped foreceps | Fine Science Tools | 11063-07 | 0.4mm, angled tip, for dissecting hepatic artery |
| Vannas spring scissors | Fine Science Tools | 91500-09 | For delicate cutting |
| Micro-needle holder | Fine Science Tools | 12076-12 | For ligating gastroduodenal artery |
| Needle holder | Fine Science Tools | 12005-15 | Tungsten carbide jaws |
| 7-0 Prolene sutures | Ethicon | 8648H | Polypropylene suture with curved needle, for ligating gastroduodenal artery |
| 4-0 Vicryl sutures | Ethicon | V3040H | With curved needle attached |
| Infrared warming lamp | Beurer | IL11 | For maintaining body temperature post-operatively |
References
- Murray, C. J., Lopez, A. D. Evidence-based health policy – lessons from the Global Burden of Disease Study. Science. 274, 740-743 (1996).
- Parkin, D. M., Bray, F., Ferlay, J., Pisani, P. Estimating the world cancer burden: Globocan 2000. Int J Cancer. 94, 153-156 (2001).
- Bruix, J., Sala, M., Llovet, J. M. Chemoembolization for hepatocellular carcinoma. Gastroenterology. 127, 179-188 (2004).
- Miraglia, R., Pietrosi, G., Maruzzelli, L., Petridis, I., Caruso, S., Marrone, G., Mamone, G., Vizzini, G., Luca, A., Gridelli, B. Efficacy of transcatheter embolization/chemoembolization (TAE/TACE) for the treatment of single hepatocellular carcinoma. World J Gastroenterol. 13, 2952-2955 (2007).
- Breedis, C., Young, G. The blood supply of neoplasms in the liver. Am J Pathol. 30, 969-977 (1954).
- Nakashima, T., Kojiro, M. Pathologic characteristics of hepatocellular carcinoma. Semin Liver Dis. 6, 259-266 (1986).
- Heo, J., et al. Randomized dose-finding clinical trial of oncolytic immunotherapeutic vaccinia JX-594 in liver cancer. Nat Med. 19, 329-336 (2013).
- Altomonte, J., Marozin, S., Schmid, R. M., Ebert, O. Engineered newcastle disease virus as an improved oncolytic agent against hepatocellular carcinoma. Mol Ther. 18, 275-284 (2010).
- Shinozaki, K., Ebert, O., Kournioti, C., Tai, Y. S., Woo, S. L. Oncolysis of multifocal hepatocellular carcinoma in the rat liver by hepatic artery infusion of vesicular stomatitis virus. Mol Ther. 9, 368-376 (2004).
- Shinozaki, K., Ebert, O., Woo, S. L. Eradication of advanced hepatocellular carcinoma in rats via repeated hepatic arterial infusions of recombinant VSV. Hepatology. 41, 196-203 (2005).
- Altomonte, J., et al. Synergistic antitumor effects of transarterial viroembolization for multifocal hepatocellular carcinoma in rats. Hepatology. 48, 1864-1873 (2008).
