Fotokjemisk vaksinering - ny type immunterapi for behandling av kreft og infeksjoner

The recent development of immunotherapy has in many ways revolutionized cancer therapy, with many new products being developed and very promising clinical results. The market for cancer immunotherapy products is already very large and has been estimated to pass USD 100 billion in 2022. Despite the promising results there is however still relatively few patients who respond to immunotherapy (0-50% depending on tumour type), and there is a great need for new technologies and combination treatments that can increase the response rate. An important reason for the lack of response is that in many patients the body has not raised an immune response to the tumour. This problem can potentially be solved by developing therapeutic vaccines that can initiate such a response, but unfortunately, almost all such vaccines have failed in clinical studies due to the lack of efficacy. Technologies that can increase the effect of cancer vaccines therefore have a very large medical an economic potential. In therapeutic cancer vaccination, it is essential to stimulate so-called Killer T-cells (KTCs), immune cells specialized for killing cells recognized as abnormal (e.g. cancer or virus-infected cells). In the photochemical internalisation (PCI) technology, a patented molecule (fimaporfin) is used to make cells in the body sensitive to light in such a way that illumination induces a release of drug molecules inside illuminated cells. When applying PCI in vaccination the target cells are so-called antigen presenting cells (APCs) that are present e.g. in the skin, and that are specialized for initiating an immune response to potentially dangerous agents. Animal experiments have shown that PCI through an effect on APCs can induce a strong enhancement of the KTC immune response to vaccines, and in the present project the main goal is to further develop this principle to a point where PCI with at least one therapeutic cancer vaccine has been tested out in cancer patients. The first clinical study with PCI based vaccination was performed in healthy volunteers, and has been published in the highly rated immunological scientific journal Frontiers in Immunology. The results of the study showed that PCI based vaccination can be performed safely in man, and that the technology can enhance the immunological response to vaccination. Based on the results in this study PCI Biotech is in the process of designing a clinical study with PCI-based therapeutic vaccination in cancer patients, with the goal of showing a clinically interesting anti-tumour effect in such patients. In such a study PCI vaccination will probably be combined with standard-of-care cancer chemotherapy and with other types of immunotherapy for exploring potential synergistic effects between PCI and such treatments. Further studies on the mechanism behind the PCI induced enhancement of KTC-responses has been continued in different mouse models with aims of studying the significance of various types of immune cells in the PCI vaccination response, and to investigate the effect of PCI on the migration of immune cells to lymph nodes. The results show that PCI treatment stimulates the migration of APCs from the vaccination site to nearby lymph nodes, something that may give an important contribution to the mechanism-of-action in PCI-based vaccination. In several animal experiments substantial progress has been made regarding the use of PCI for the delivery of mRNA to tissues that are relevant for vaccination (skin, muscle, tumour). The technology for PCI-mediated mRNA delivery has been further optimized and experiments will be continued with the aim of demonstrating the PCI can be used for enhancing the effect of mRNA-based pharmaceuticals. Experiments with a smallpox vaccine based on Vaccinia virus have shown that the use of PCI can enhance the cellular immune response to this vaccine, and also that PCI can give a very good effect with vaccine doses substantially lower that those normally used for vaccination. The use of PCI with Vaccinia virus is interesting both for therapeutic vaccination against cancer and chronic infections and prophylactic vaccination against infectious diseases. Based on the results in the project PCI Biotech has very interesting collaboration projects on-going with the Belgian company eTheRNA and the South Korean company OliX with nucleic acid based immunotherapy.

Prosjektet har demonstrert at PCI-teknologien kan forbedre cellulære immunresponser i menneske, og det har blitt bygget opp kompetanse på avanserte immunologiske analyser. Begge deler er viktig for bedriftens videre utvikling innenfor immunterapiområdet. Resultatene med mRNA er interessante for mange andre bedrifter noe som har materialisert seg i interessante samarbeidsprosjekter. Videre har prosjektet gitt nye viktige akademiske samarbeidspartnere og har ført til nye patenter og patentsøknader. De akademiske samarbeidspartnerne har vært involvert i mange publikasjoner i anerkjente vitenskapelige tidsskrifter og har utviklet kompetanse som er viktig for deres videre forskning. Det er for tidlig å si om prosjektet vil gi langsiktige endringer på samfunnsnivå. Hvis resultatene fra prosjektet fører til produkter som gir en bedre behandling av kreft vil dette åpenbart være en slik effekt, men utvikling av slike produkter tar lang tid og var ikke forventet innenfor prosjektperioden.

Immunterapi har utgjort en revolusjon i behandlingen av kreft, med et marked som er estimert til å vokse fra USD 40 milliarder 2012 til USD 80 milliarder i 2020. Det er imidlertid relativt få pasienter (0-50% avhengig av krefttype) som responderer på slik terapi. Terapeutiske vaksiner kan spille en meget viktig rolle for å få flere pasienter til å respondere på immunterapi, men dessverre har hittil nesten alle slike vaksiner feilet i større kliniske studier pga. for dårlig effekt. Teknologier som kan gjøre slike vaksiner mer effektive har derfor et meget stort økonomisk potensial. Ved terapeutisk vaksinering er det essensielt å stimulere såkalte «dreper T-celler» (DTCer), som er immunceller som er spesialisert for å drepe celler i kroppen som oppfattes som unormale (f.eks. kreftceller eller virusinfiserte celler). I fotokjemisk internaliserings (PCI)-teknologien brukes det et patentert molekyl (fimaporfin) som gjør cellene i kroppen følsomme for lys på en slik måte at belysning fører til en frigjøring av legemidler inni celler som blir belyst. Ved bruk av PCI i vaksinering er målcellene såkalte antigenpresenterende celler (APCer) som bl. a. befinner seg i huden og som har til oppgave å ta opp kroppsfremmede stoffer (f. eks. vaksiner) og sørge for å igangsette en immunrespons hvis kroppen oppfatter noe som fremmed og farlig. Prekliniske forsøk har vist at PCI via en virkning på APCer kan gi en stor forbedring i DTC-immunresponsen på flere typer av vaksiner og i foreliggende prosjekt er hovedmålet å videreføre dette arbeidet slik at PCI med minst en terapeutisk vaksine har blitt testet ut på kreftpasienter. Prosjektet omfatter også videre forskning på virkningsmekanisme og optimalisering av teknologien, samt bruk av PCI med andre typer vaksiner (mRNA-vaksiner og vaksiner mot infeksjoner). PCI med slike vaksiner er på et tidligere stadium i utviklingen, men representerer meget interessante anvendelsesområder for PCI-teknologien, med et stort økonomisk potensial.