DESARROLLO DE MEDICAMENTOS DE TERAPIA GÉNICA Isabel Mirones Aguilar Unidad de Biotecnología Celular Instituto de Salud Carlos III imirones@isciii.es

MEDICAMENTOS DE TERAPIA AVANZADA Terapia génica Terapia celular Ingeniería tisular Medicamento combinado de terapia avanzada

MEDICAMENTOS DE TERAPIA GÉNICA * Uso humano * Productos de origen autólogo, alogénico y xenogénico * Marco legal: > Reglamento (CE) Nº 1394/2007 del Parlamento Europeo y del Consejo de 13 de noviembre de 2007 sobre medicamentos de terapia avanzada. > Directiva 2001/83/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 6 de noviembre de 2001. * Definición: “Un medicamento de terapia génica es un medicamento biológico con las características siguientes: a. incluye un principio activo que contiene un ácido nucleico recombinante, o está constituido por él, utilizado en seres humanos, o administrado a los mismos, con objeto de regular, reparar, sustituir, añadir o eliminar una secuencia génica. b. su efecto terapéutico, profiláctico o diagnóstico depende directamente de la secuencia del ácido nucleico recombinante que contenga, o del producto de la expresión genética de dicha secuencia. No incluyen la vacunas contra enfermedades infecciosas”.

TERAPIA GÉNICA HOY EN LA CLÍNICA

¿QUÉ ES LA TERAPIA GÉNICA? Introducción de material genético en una célula con el propósito de que, ya sea por sí mismo o por la expresión de sus transgenes, de lugar a la mejora o eliminación de un proceso patológico.

Tipo No virales Virales Vectores utilizados en terapia génica Tipo Vector Expresión No virales Liposomas Transitoria ADN o ARN "desnudo" Conjugados moleculares Bacterias Tamaño genoma Virales Retrovirus - Oncovirus Prolongada - Lentivirus 7-10 kb Virus adeno-asociados Virus herpes simplex 26-45 kb 5 kb 40-50 kb Adenovirus Poxvirus 130-375 kb Reovirus 10-50 kb +

Vectores virales en la clínica

APLICACIONES DE LA TERAPIA GÉNICA Terapia génica del cáncer Terapia génica de enfermedades monogénicas Otros desórdenes

TERAPIA GÉNICA DE ENFERMEDADES MONOGÉNICAS FIBROSIS QUÍSTICA SCID-X1 Cavazzana-Calvo et al. Science 288, 669 (2000) DEFICIENCIA ORNITINA TRANSCARBAMILASA SCID-ADA DEFICIENCIA DE α1 ANTITRIPSINA RETINITIS PIGMENTOSA

TERAPIA GÉNICA DE ENFERMEDADES MONOGÉNICAS Corrección de SERPINA1 deficiencia de α1-antitripsina Corrección génica a nivel de células madre: iPSCs a partir de fibroblastos autólogos corrección defecto genético en las iPSCs diferenciación a hepatocitos introducción de los hepatocitos corregidos genéticamente * Seguridad y efectividad: mínima posibilidad de rechazo o reacción a las iPSCs autólogas. Duración proceso aprox 4 meses. * Corrección en etapas tempranas de la vida.

TERAPIA GÉNICA DE ENFERMEDADES MONOGÉNICAS Suministro del gen RPE65 Amaurosis congénita de Lebel tipo 2 (LCA2): ceguera hereditaria Mutaciones en gen RPE65: fotorrreceptores no responden a la luz Inyección directa de genes en la retina: virus adeno asociado-RPE65 Fase I completada University of Florida University of Pennsylvania National Eye Institute (USA)

TERAPIA GÉNICA DEL CÁNCER Inserción de ácidos nucleicos exógenos en las células tumorales

ESTRATEGIAS DE TERAPIA GÉNICA ANTITUMORAL: Corrección de genes defectuosos Corrección de p53

ESTRATEGIAS DE TERAPIA GÉNICA ANTITUMORAL: Corrección de genes defectuosos Corrección de p53

ESTRATEGIAS DE TERAPIA GÉNICA ANTITUMORAL: Genes suicidas MECANISMO DE GENES SUICIDAS: Vector Gene expression Timidina quinasa

ESTRATEGIAS DE TERAPIA GÉNICA ANTITUMORAL: Genes suicidas

Replicación selectiva del virus en células tumorales, y no en células VIRUS ONCOLÍTICOS Replicación selectiva del virus en células tumorales, y no en células normales del entorno.

ESTRATEGIAS DE TERAPIA GÉNICA ANTITUMORAL: Viroterapia oncolítica (1900-hasta 70s): Cada virus que se encuentra inyecta en tumores. Adenovirus identificado en 1953, inyectado en 1956. (70s-Actual) Virus con oncotropismo natural por su sensibilidad a IFN (Newcastle Disease Virus, Parvorirus, Reovirus). (1993-Actual) Diseño de mutaciones que confieren oncotropismo en base a la actividad metabólica de la célula tumoral (nucleótido reductasa, timidina quinasa). (1996- Actual) Diseño de mutaciones que confieren oncotropismo en base a los defectos genéticos que originan el cáncer (pérdida de p53). (2000- Actual): Virus recombinantes con ADN exógeno (secuencias reguladoras y codificantes): Viroterapia génica

ESTRATEGIAS DE TERAPIA GÉNICA ANTITUMORAL: Viroterapia oncolítica REOVIRUS: Reolysin (Oncolytics Inc)

ESTRATEGIAS DE TERAPIA GÉNICA ANTITUMORAL: Viroterapia oncolítica POXVIRUS (Vaccinia): JX594

ESTRATEGIAS DE TERAPIA GÉNICA ANTITUMORAL: Viroterapia oncolítica HERPES VIRUS: OncoVex-GMCSF (Biovex) Fase II: 26% CR en Melanoma. Ahora en fase III

ESTRATEGIAS DE TERAPIA GÉNICA ANTITUMORAL: Viroterapia oncolítica HERPES VIRUS: OncoVex-GMCSF (Biovex)

Modificación de la cápside Moléculas biespecíficas ESTRATEGIAS DE TERAPIA GÉNICA ANTITUMORAL: Viroterapia oncolítica ADENOVIRUS (modificación del tropismo) CAR + receptor del ligando Receptor del ligando Adenovirus clásicos Modificación de la cápside Moléculas biespecíficas Nuevo tropismo CAR 293 modificada

ESTRATEGIAS DE TERAPIA GÉNICA ANTITUMORAL: Viroterapia oncolítica 1er gen viral expresado Controla la expresión de otros genes early ADENOVIRUS Genoma adenovirus E1A E1B E3 E4 L1 L2 L3 L4 L5 E2A E2B + ITR gen E1 E3 Genoma vector adenoviral H101 (AdE1b55K, Onyx-015) Comercializado en China por H&N. Ad-CD/Tkrep-ADP (AdE1b55K- armado con CD-TK). Fase III de cáncer de próstata y Fase I de cáncer de páncreas. AdD24RGD (Ad tropismo modificado). Fases I.

No hay replicación de Ad Sí hay replicación de Ad ADENOVIRUS ONCOLÍTICOS Onyx-015: Mutante en E1B Replicación selectiva en células sin p53 Tumoral Normal  p53 E1B E1B p53 No hay replicación de Ad La célula vive Sí hay replicación de Ad La célula muere

ESTRATEGIAS DE TERAPIA GÉNICA ANTITUMORAL: Viroterapia oncolítica ADENOVIRUS: ONYX-015 ONYX-015 comercializado en China como Oncorine por Shanghai Sunway Biotech

NUESTRA EXPERIENCIA CLÍNICA CELYVIR Dr. Javier García Castro Dr. Manuel Ramírez Orellana Dr. Ramón Alemany

VIROTERAPIA CON ICOVIR5 Knob RGD

VIROTERAPIA CON ICOVIR5 VEHÍCULOS CELULARES

VIROTERAPIA CON ICOVIR5 VEHÍCULOS CELULARES: CÉLULAS MADRE MESENQUIMALES MESENCHYMAL STEM CELLS Las MSCs acuden a los tejidos inflamados

VIROTERAPIA CON ICOVIR5 VEHÍCULOS CELULARES: CÉLULAS MADRE MESENQUIMALES Las MSCs se pueden usar como un “caballo de Troya” para llevar agentes terapéuticos de forma específica al tumor y sus metástasis

VIROTERAPIA CON CELYVIR VIROTERAPIA “CELYVIR”: CÉLULAS MADRE MESENQUIMALES INFECTADAS CON ICOVIR5 Sala Blanca, aprobada por la Agencia Española del Medicamento y Productos Sanitarios para la expansión de MSC (sala de expansión y sala de empaquetado) y para la manipulación de virus y vectores; instalaciones de criogenia y manipulación celular (CliniMACS; Miltenyi) en el Hospital Universitario Niño Jesús.

VIROTERAPIA CON CELYVIR PARA TUMORES SÓLIDOS INFANTILES Decir aquí lo del trat estándar del NB:

VIROTERAPIA CON CELYVIR PACIENTES TRATADOS CON CELYVIR Tras 62 infusiones de Celyvir: más de 20 x 109 de MSC y 4 x 1013 partículas virales, el único efecto secundario ha sido fiebre.

VIROTERAPIA CON CELYVIR ¿Por qué funciona Celyvir en unos casos y no en otros? Diferente susceptibilidad ex vivo a los virus Diferencias en el “homing” Diferente susceptibilidad tumoral Diferente activación sistema inmune

VIROTERAPIA CON CELYVIR Ensayo clínico Fase I: Eficacia y seguridad del tratamiento con células mesenquimalas autólogas infectadas con un nuevo adenovirus oncolítico en el tratamiento de pacientes pediátricos con tumores sólidos refractarios o recidivantes. N° EudraCT: 112008-000364-16.