The use of oncolytic virus VSVΔ51 as a novel therapeutic strategy in pancreatic cancer

Abstract

Abstract : Context As of 2020, Pancreatic Cancer is the 3rd leading cause of cancer-related deaths in Canada. The most common subtype of pancreatic cancer is pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC), which accounts for approximately 90% of all pancreatic cancer cases diagnosed every year. Limited therapeutic strategies are available to patients. Standard of Care (SOC) for PDAC patients has remained unchanged in the last three decades. Gemcitabine remains the backbone of therapy for most patients. However, the efficacy of SOC is limited as multiple factors in PDAC contribute to therapeutic resistance. The tumour microenvironment (TME) in PDAC is known to be fibrotic and immunologically cold. To better target and eradicate cancer cells, more specific therapies such as oncolytic viruses have been developed to improve patient outcome. Oncolytic viruses such as VSVΔ51, will specifically replicate in the cancer cells. VSVΔ51also has the ability to lyse cancer cells and induce immunogenic cell death (ICD). The release of damage associated molecular patterns (DAMPs) from the dying PDAC cells will lead to a tumour specific immune response. Hypothesis PDAC therapy could be improved by the induction of ICD through the addition of the oncolytic virus VSVΔ51to SOC gemcitabine. Objectives The objectives are to characterize the immune-targeting effects of VSVΔ51 following PDAC cell lines and combine VSVΔ51 with SOC gemcitabine to evaluate the potential synergy of the therapies. Methods The evaluation of both the cytotoxic and replication abilities of VSVΔ51 in PDAC cell lines were done. To evaluate cell viability following infection, MTT assays were performed. To evaluate replication, viral plaque assays were done. Additionally, the release of DAMPs (HSP90, HMGB1) was also measured, by Western Blot to ensure the induction of ICD. The cell viability following the combination of gemcitabine and VSVΔ51was also measured, by crystal violet staining as well as the DAMP release (HSP70, HSP90, and HMGB1) by Western Blot. Results Our results demonstrate that VSVΔ51 is functional and is able to infect, lyse and replicate amongst PDAC cells. VSVΔ51 on its own is able to induce the release of DAMPs. We have also demonstrated that VSVΔ51 in combination with gemcitabine is able to induce cell death and release DAMPs as well Conclusion VSVΔ51 presents a novel more specific potential therapeutic strategy for PDAC. VSVΔ51 can be used in combination with current SOC to further eradicate cancer cells.

Contexte En 2020, le cancer du pancréas est la 3e cause de décès liés au cancer au Canada. Le sous-type de cancer du pancréas le plus courant est l'adénocarcinome canalaire pancréatique (PDAC) qui représente environ 90 % de tous les cas de cancer du pancréas diagnostiqués chaque année. Depuis plus de 20 ans, la norme de soins (SOC) pour les patients PDAC demeure la gemcitabine. Cependant, l'efficacité du SOC est limitée car de multiples facteurs dans le PDAC contribuent à la résistance thérapeutique. Pour mieux cibler et éradiquer les cellules cancéreuses, des thérapies plus spécifiques telles que les virus oncolytiques ont été développées. Les virus oncolytiques tels que le VSVΔ51, se répliqueront spécifiquement dans les cellules cancéreuses. VSVΔ51 a également la capacité de lyser les cellules cancéreuses et d'induire la mort cellulaire immunogène (ICD). La libération de motifs moléculaires associés aux dommages (DAMP) des cellules PDAC mourantes entraînera une réponse immunitaire spécifique à la tumeur. Hypothèse La thérapie PDAC pourrait être améliorée par l'induction d’une mort immunogénique par l'utilisation du virus oncolytique VSVΔ51 en combinaison avec la gemcitabine. Objectifs Les objectifs sont de caractériser les effets du VSVΔ51 suivant l’infection des lignées cellulaires PDAC et de combiner le VSVΔ51 avec la gemcitabine pour évaluer la synergie potentielle des thérapies. Méthodes L'évaluation des capacités cytotoxiques et de réplication de VSVΔ51 dans des lignées cellulaires PDAC a été effectuée. Pour évaluer la viabilité cellulaire après l'infection, des essais MTT ont été effectués. Pour évaluer la réplication, des tests de plaques virales ont été effectués. De plus, la libération de DAMP (HSP90, HMGB1) a également été mesurée par Western Blot. La viabilité cellulaire suite à la combinaison de gemcitabine et de VSVΔ51 a également été mesurée, par coloration au cristal violet ainsi que la libération de DAMP (HSP70, HSP90 et HMGB1) par Western Blot. Résultats Nos résultats démontrent que VSVΔ51 est fonctionnel et est capable d'infecter, de lyser et de se répliquer parmi les cellules PDAC. Le VSVΔ51 à lui seul est capable d'induire la libération de DAMP. Nous avons également démontré que le VSVΔ51 en combinaison avec la gemcitabine est capable d'induire la mort cellulaire et de libérer également des DAMP. Conclusion Le VSVΔ51 présente une nouvelle stratégie thérapeutique potentielle plus spécifique pour le PDAC. Le VSVΔ51 peut être utilisé en combinaison avec le SOC actuel pour éradiquer davantage les cellules cancéreuses.