Wirus onkolityczny

Wirus onkolityczny to wirus preferencyjnie infekujący i zabijający komórki nowotworowe . Gdy zainfekowane komórki nowotworowe są niszczone przez onkolizę , uwalniają one nowe zakaźne cząsteczki wirusa lub wiriony , które pomagają zniszczyć pozostały guz. Uważa się, że wirusy onkolityczne nie tylko powodują bezpośrednie niszczenie komórek nowotworowych , ale także stymulują przeciwnowotworowe odpowiedzi układu odpornościowego gospodarza. Wirusy onkolityczne mają również zdolność wpływania na mikrośrodowisko guza na wiele sposobów.

Potencjał wirusów jako środków przeciwnowotworowych został po raz pierwszy zrealizowany na początku XX wieku, chociaż skoordynowane wysiłki badawcze rozpoczęły się dopiero w latach sześćdziesiątych. Wiele wirusów, w tym adenowirus , reowirus , odra , opryszczka pospolita , wirus rzekomego pomoru drobiu i krowianka , zostało przetestowanych klinicznie jako czynniki onkolityczne. Większość obecnych wirusów onkolitycznych jest projektowanych z myślą o selektywności w stosunku do nowotworów, chociaż istnieją naturalnie występujące przykłady, takie jak reowirus i senekawirus , co skutkuje próby kliniczne .

Pierwszym wirusem onkolitycznym zatwierdzonym przez krajową agencję regulacyjną był niezmodyfikowany genetycznie enterowirus ECHO-7 szczep RIGVIR , który został zatwierdzony na Łotwie w 2004 r. do leczenia czerniaka skóry ; zatwierdzenie zostało wycofane w 2019 r. Onkolityczny adenowirus , genetycznie zmodyfikowany adenowirus o nazwie H101 , został zatwierdzony w Chinach w 2005 r. do leczenia raka głowy i szyi. W 2015 r. talimogen laherparepvec (OncoVex, T-VEC), onkolityczny wirus opryszczki będący zmodyfikowanym wirusem opryszczki pospolitej, stał się pierwszym wirusem onkolitycznym, który został dopuszczony do stosowania w USA i Unii Europejskiej w leczeniu zaawansowanych nieoperacyjnych czerniak .

Historia

o związku między regresją raka a wirusami, a opisy przypadków regresji odnotowanej w raku szyjki macicy , chłoniaku Burkitta i chłoniaku Hodgkina po szczepieniu lub zakażeniu niepowiązanym wirusem pojawiły się na początku XX wieku. Wysiłki mające na celu leczenie raka poprzez immunizację lub wirusoterapię (celowe zakażenie wirusem) rozpoczęto w połowie XX wieku. Ponieważ nie istniała technologia tworzenia niestandardowego wirusa, wszystkie wczesne wysiłki koncentrowały się na znalezieniu naturalnych wirusów onkolitycznych. W latach sześćdziesiątych obiecujące badania obejmowały użycie wirus polio , adenowirus , wirus Coxsackie , enterowirus ECHO RIGVIR i inne. Wczesne powikłania były sporadycznymi przypadkami niekontrolowanej infekcji (skutkującej znaczną chorobowością i śmiertelnością); często rozwijała się również odpowiedź immunologiczna. Chociaż reakcja ta nie była bezpośrednio szkodliwa dla pacjenta, zniszczyła wirusa, zapobiegając w ten sposób zniszczeniu raka. Wczesne wysiłki wykazały również, że tylko niektóre nowotwory mogą być leczone za pomocą wirusoterapii . Nawet gdy zaobserwowano odpowiedź, odpowiedzi te nie były ani kompletne, ani trwałe. Pole Wiroterapia została prawie porzucona na jakiś czas, ponieważ technologia wymagana do modyfikacji wirusów nie istniała, podczas gdy technologia chemioterapii i radioterapii odniosła wczesny sukces. Jednak teraz, gdy technologie te zostały gruntownie opracowane, a rak pozostaje główną przyczyną śmiertelności, nadal istnieje zapotrzebowanie na nowe terapie przeciwnowotworowe, które ponownie wzbudziły zainteresowanie tą niegdyś odrzuconą terapią.

Wirus opryszczki pospolitej

Główny artykuł: onkolityczny wirus opryszczki

Wirus opryszczki pospolitej (HSV) był jednym z pierwszych wirusów przystosowanych do selektywnego atakowania komórek nowotworowych, ponieważ był dobrze poznany, łatwy do manipulowania i stosunkowo nieszkodliwy w swoim naturalnym stanie (powodując jedynie opryszczkę), więc prawdopodobnie stanowił mniejsze ryzyko . Mutant 1716 wirusa opryszczki pospolitej typu 1 (HSV-1) nie ma obu kopii genu ICP34.5, w wyniku czego nie jest już zdolny do replikacji w terminalnie zróżnicowanych i niedzielących się komórkach , ale zakaża i powoduje lizę bardzo skutecznie w komórkach nowotworowych i okazało się, że jest to skuteczna strategia ukierunkowana na nowotwór. W wielu modelach raka in vivo wirus HSV1716 indukował regresję nowotworu i wydłużył czas przeżycia.

W 1996 roku w Europie wydano pierwszą zgodę na badanie kliniczne z użyciem wirusa onkolitycznego HSV1716. W latach 1997-2003 szczep HSV1716 był wstrzykiwany do guzów pacjentów z glejakiem wielopostaciowym , wysoce złośliwym nowotworem mózgu, bez dowodów na toksyczność lub skutki uboczne, oraz niektórych pacjentów, którzy przeżyli przez długi czas. Inne badania bezpieczeństwa wykorzystywały HSV1716 do leczenia pacjentów z czerniakiem i rakiem płaskonabłonkowym głowy i szyi. Od tego czasu inne badania wykazały, że zewnętrzna powłoka wariantów HSV1716 może być ukierunkowana na określone typy komórek nowotworowych i może być wykorzystana do dostarczania różnych dodatkowych genów do komórek nowotworowych, takich jak geny do podziału nieszkodliwego proleku wewnątrz komórek nowotworowych w celu uwalniają toksyczną chemioterapię lub geny, które nakazują zakażonym komórkom nowotworowym koncentrację białka znakowanego radioaktywnym jodem , tak aby poszczególne komórki nowotworowe były zabijane przez mikrodawki promieniowania, jak również przez lizę komórek wywołaną wirusem.

Opracowano również inne wirusy onkolityczne oparte na HSV, które są w fazie badań klinicznych. Jednym z nich, który został zatwierdzony przez FDA do leczenia zaawansowanego czerniaka , jest talimogen firmy Amgen laherparepvec .

Onkoryna (H101)

Pierwszym wirusem onkolitycznym zatwierdzonym przez agencję regulacyjną był genetycznie zmodyfikowany adenowirus o nazwie H101 firmy Shanghai Sunway Biotech. W 2005 roku uzyskał aprobatę organów regulacyjnych chińskiego Państwowego Urzędu ds. Żywności i Leków (SFDA) w leczeniu raka głowy i szyi. H101 firmy Sunway i bardzo podobny Onyx-15 ( dl 1520) zostały opracowane tak, aby usunąć wirusowy mechanizm obronny, który oddziałuje z normalnym ludzkim genem p53 , który bardzo często ulega rozregulowaniu w komórkach rakowych. Pomimo obietnic wczesnego in vivo W pracy laboratoryjnej wirusy te nie infekują konkretnie komórek rakowych, ale nadal preferencyjnie zabijają komórki rakowe. Chociaż ogólne wskaźniki przeżycia nie są znane, krótkoterminowe wskaźniki odpowiedzi są w przybliżeniu podwojone w przypadku H101 plus chemioterapia w porównaniu z samą chemioterapią. Wydaje się, że działa najlepiej, gdy jest wstrzykiwany bezpośrednio do guza, a wynikająca z tego gorączka nie jest tłumiona. Terapia ogólnoustrojowa (taka jak infuzja przez linię dożylną) jest pożądana do leczenia choroby przerzutowej . Obecnie jest sprzedawany pod marką Oncorine.

Mechanizmy działania

Immunoterapia

Wraz z postępami w immunoterapii nowotworów , takimi jak inhibitory immunologicznego punktu kontrolnego , zwrócono większą uwagę na stosowanie wirusów onkolitycznych w celu zwiększenia odporności przeciwnowotworowej. Istnieją dwa główne czynniki dotyczące interakcji między wirusami onkolitycznymi a układem odpornościowym.

Immunitet jako przeszkoda

Główną przeszkodą w sukcesie wirusów onkolitycznych jest układ odpornościowy pacjenta, który w naturalny sposób próbuje dezaktywować każdego wirusa. Może to stanowić szczególny problem w przypadku wstrzyknięć dożylnych, gdzie wirus musi najpierw przetrwać interakcje z dopełniaczem krwi i przeciwciałami neutralizującymi. Wykazano, że immunosupresja przez chemioterapię i hamowanie układu dopełniacza może wzmocnić terapię wirusem onkolitycznym.

Istniejącej wcześniej odporności można częściowo uniknąć, stosując wirusy, które nie są powszechnymi ludzkimi patogenami. Nie wyklucza to jednak późniejszego przeciwciał . Jednak niektóre badania wykazały, że wstępna odporność na wirusy onkolityczne nie powoduje znacznego zmniejszenia skuteczności.

Alternatywnie, wektor wirusowy może być pokryty polimerem, takim jak glikol polietylenowy , osłaniając go przed przeciwciałami, ale to również zapobiega przyleganiu wirusowych białek płaszcza do komórek gospodarza.

Innym sposobem pomocy wirusom onkolitycznym w dotarciu do komórek nowotworowych po wstrzyknięciu dożylnym jest ukrycie ich wewnątrz makrofagów (rodzaj białych krwinek ). Makrofagi automatycznie migrują do obszarów niszczenia tkanek, zwłaszcza tam, gdzie poziom tlenu jest niski, co jest charakterystyczne dla wzrostu raka, i były z powodzeniem stosowane do dostarczania wirusów onkolitycznych do raka prostaty u zwierząt.

Odporność jako sojusznik

Chociaż inaktywacja wirusów stanowi przeszkodę, układ odpornościowy pacjenta może również działać jako sprzymierzeniec w walce z nowotworami; infekcja przyciąga uwagę układu odpornościowego do guza i może pomóc w wytworzeniu użytecznej i długotrwałej odporności przeciwnowotworowej. Zasadniczo wytwarza to spersonalizowaną szczepionkę przeciwnowotworową .

Odnotowano wiele przypadków samoistnej remisji choroby nowotworowej. Chociaż przyczyna nie jest w pełni zrozumiała, uważa się, że mogą być wynikiem nagłej odpowiedzi immunologicznej lub infekcji. W próbach wywołania tego zjawiska stosowano szczepionki przeciwnowotworowe (pochodzące z komórek nowotworowych lub wybranych antygenów nowotworowych ) lub bezpośrednie leczenie czynnikami immunostymulującymi raka skóry. Niektóre wirusy onkolityczne są bardzo immunogenne i mogą poprzez infekcję guza wywołać przeciwnowotworową odpowiedź immunologiczną, zwłaszcza wirusy dostarczające cytokiny lub inne czynniki stymulujące układ odpornościowy.

Wirusy selektywnie infekują komórki nowotworowe ze względu na ich wadliwą odpowiedź przeciwwirusową. Imlygic , atenuowany wirus opryszczki pospolitej , został zmodyfikowany genetycznie w celu preferencyjnej replikacji w komórkach nowotworowych i wytwarzania antygenów wywołujących odpowiedź immunologiczną.

Zachowanie onkolityczne wirusów typu dzikiego

Wirus krowianki

Wirus krowianki (VACV) jest prawdopodobnie najbardziej skutecznym żywym środkiem bioterapeutycznym ze względu na jego kluczową rolę w zwalczaniu ospy prawdziwej , jednej z najbardziej śmiertelnych chorób w historii ludzkości. Na długo przed rozpoczęciem kampanii zwalczania ospy prawdziwej VACV był wykorzystywany jako środek terapeutyczny do leczenia raka. W 1922 roku Levaditi i Nicolau poinformowali, że VACV jest w stanie zahamować wzrost różnych nowotworów u myszy i szczurów. Była to pierwsza demonstracja wirusowej onkolizy w laboratorium. Następnie wykazano, że wirus ten selektywnie infekuje i niszczy komórki nowotworowe z dużą siłą, oszczędzając normalne komórki, zarówno w hodowlach komórkowych, jak iw modelach zwierzęcych. Ponieważ wirus krowianki od dawna jest uznawany za idealny szkielet szczepionek ze względu na jego silną zdolność prezentacji antygenu, dobrze łączy się to z jego naturalną aktywnością onkolityczną jako wirusa onkolitycznego dla raka immunoterapia .

Wirus pęcherzykowego zapalenia jamy ustnej

Wirus pęcherzykowego zapalenia jamy ustnej (VSV) jest rabdowirusem składającym się z 5 genów kodowanych przez jednoniciowy genom RNA o negatywnym sensie. W naturze VSV infekuje zarówno owady, jak i zwierzęta gospodarskie, gdzie powoduje względnie zlokalizowaną i nieśmiertelną chorobę. Niska patogeniczność tego wirusa wynika w dużej mierze z jego wrażliwości na interferony, klasę białek, które są uwalniane do tkanek i krwioobiegu podczas infekcji. Cząsteczki te aktywują genetyczne programy obrony przeciwwirusowej, które chronią komórki przed infekcją i zapobiegają rozprzestrzenianiu się wirusa. Jednak w 2000 roku Stojdl, Lichty i in. wykazali, że defekty w tych szlakach powodują, że komórki nowotworowe nie reagują na ochronne działanie interferonów, a zatem są bardzo wrażliwe na zakażenie VSV. Ponieważ VSV przechodzi szybki cykl replikacji cytolitycznej, infekcja prowadzi do śmierci komórki nowotworowej i około 1000-krotnej amplifikacji wirusa w ciągu 24 godzin. VSV jest zatem wysoce odpowiedni do zastosowań terapeutycznych, a kilka grup wykazało, że VSV podawany ogólnoustrojowo może być dostarczany do miejsca guza, gdzie replikuje się i indukuje regresję choroby, często prowadząc do trwałego wyleczenia. Atenuacja wirusa przez modyfikację delecji Met-51 białka macierzy usuwa praktycznie wszystkie infekcje normalnych tkanek, podczas gdy replikacja w komórkach nowotworowych pozostaje nienaruszona.

Ostatnie badania wykazały, że wirus ten ma potencjał do leczenia guzów mózgu , dzięki swoim właściwościom onkolitycznym.

Wirus polio

Główny artykuł: PVSRIPO

Wirus polio jest naturalnie inwazyjnym wirusem neurotropowym , co czyni go oczywistym wyborem do selektywnej replikacji w nowotworach pochodzących z komórek nerwowych. Wirus polio ma genom RNA o dodatniej nici, translacja zależy od specyficznego tkankowo wewnętrznego miejsca wejścia rybosomu (IRES) w nieulegającym translacji regionie 5' genomu wirusowego, które jest aktywne w komórkach pochodzenia neuronalnego i umożliwia translację genom wirusa bez czapeczki 5'. Gromeier i in. (2000) zastąpili normalnego wirusa polio IRES rinowirusem IRES, zmieniając specyficzność tkankową. Powstały PV1 (RIPO) był w stanie selektywnie niszczyć złośliwe komórki glejaka, pozostawiając normalne komórki nerwowe nietknięte.

Reowirus

Reowirusy na ogół infekują układ oddechowy i jelitowy ssaków (nazwa pochodzi od akronimu sierocy wirus oddechowy i jelitowy). Większość ludzi była narażona na reowirus w wieku dorosłym; jednak infekcja zazwyczaj nie daje objawów. Potencjał onkolityczny reowirusa został ustalony po odkryciu, że dobrze się rozmnażają w różnych liniach komórek nowotworowych, powodując lizę tych komórek.

Reolysin to preparat reowirusa przeznaczony do leczenia różnych nowotworów, który jest obecnie w fazie badań klinicznych.

Senekawirus

Senekawirus , znany również jako Seneca Valley Virus, jest naturalnie występującym pikornawirusem onkolitycznym typu dzikiego, odkrytym w 2001 roku jako zanieczyszczenie hodowli tkankowej w Genetic Therapy, Inc. Początkowy izolat, SVV-001, jest opracowywany jako środek przeciwnowotworowy Neotropix, Inc. pod nazwą NTX-010 w przypadku nowotworów o cechach neuroendokrynnych, w tym drobnokomórkowego raka płuc i różnych guzów litych u dzieci.

RYGWIR

RIGVIR to lek, który został dopuszczony przez Państwową Agencję Leków Republiki Łotewskiej w 2004 roku. Został również dopuszczony do obrotu w Gruzji i Armenii . Jest to typu dzikiego , członek grupy echowirusów . Potencjalne zastosowanie echowirusa jako wirusa onkolitycznego w leczeniu raka odkryła łotewska naukowiec Aina Muceniece w latach 60. i 70. XX wieku. Dane użyte do rejestracji leku na Łotwie nie są wystarczające do uzyskania zgody na jego stosowanie w USA, Europie czy Japonii. Od 2017 r. nie było dobrych dowodów na to, że RIGVIR jest skuteczny lek na raka . 19 marca 2019 r. producent ECHO-7, firma SIA LATIMA, poinformował o wycofaniu leku ze sprzedaży na Łotwie, podając przyczyny finansowe i strategiczne oraz niewystarczającą rentowność. Jednak kilka dni później śledczy program telewizyjny ujawnił, że Państwowa Agencja Leków przeprowadziła badania laboratoryjne na fiolkach i stwierdziła, że ​​ilość wirusa ECHO-7 jest znacznie mniejsza niż twierdzi producent. Według dyrektora laboratorium agencji: „To tak, jakbyś kupił coś, co myślisz, że jest sokiem z cytryny, ale okazało się, że masz wodę o smaku cytryny”. W marcu 2019 r. zaprzestano dystrybucji ECHO-7 na Łotwie. Na prośbę niektórych pacjentów, placówkom medycznym i lekarzom pozwolono na dalsze użytkowanie pomimo zawieszenia dowodu rejestracyjnego.

Wirus Semliki Forest

Wirus Semliki Forest (SFV) to wirus, który naturalnie infekuje komórki ośrodkowego układu nerwowego i powoduje zapalenie mózgu . Forma zmodyfikowana genetycznie została przetestowana przedklinicznie jako wirus onkolityczny przeciwko glejakowi typu ciężkiego guza mózgu . SFV został genetycznie zmodyfikowany za pomocą mikroRNA sekwencji docelowych, tak aby replikował się tylko w komórkach guza mózgu, a nie w normalnych komórkach mózgu. Zmodyfikowany wirus ograniczył wzrost guza i wydłużył przeżycie myszy z guzami mózgu. Stwierdzono również, że zmodyfikowany wirus skutecznie zabija linie komórkowe ludzkiego glejaka.

Inny

Wirus maraba , po raz pierwszy zidentyfikowany u brazylijskich much piaskowych, jest testowany klinicznie.

Coxsackievirus A21 jest rozwijany przez firmę Viralytics pod nazwą handlową Cavatak. Coxsackievirus A21 należy do gatunku Enterovirus C.

Grypa A jest jednym z najwcześniejszych wirusów, o których anegdotycznie donoszono, że indukują regresję raka. Doprowadziło to do przedklinicznego rozwoju zmodyfikowanych genetycznie onkolitycznych wirusów grypy typu A.

Inżynieria wirusów onkolitycznych

Kierowana ewolucja

Innowacyjne podejście do opracowywania leków określane jako „ ukierunkowana ewolucja ” obejmuje tworzenie nowych wariantów wirusowych lub serotypów skierowanych specyficznie przeciwko komórkom nowotworowym poprzez rundy ukierunkowanej selekcji przy użyciu dużych populacji losowo generowanych rekombinowanych wirusów prekursorowych. Zwiększona różnorodność biologiczna wytworzona przez początkowy rekombinacji homologicznej zapewnia dużą losową pulę kandydatów na wirusy, które można następnie poddać serii etapów selekcji zaprojektowanych w celu doprowadzenia do wcześniej określonego wyniku (np. wyższej aktywności swoistej dla guza) bez konieczności wcześniejszej wiedzy wynikowych mechanizmów wirusowych, które są odpowiedzialne za ten wynik. Pulę powstałych wirusów onkolitycznych można następnie dalej przeszukiwać w modelach przedklinicznych w celu wybrania wirusa onkolitycznego o pożądanych właściwościach terapeutycznych.

Ukierunkowaną ewolucję zastosowano na ludzkim adenowirusie , jednym z wielu wirusów, które są opracowywane jako czynniki onkolityczne, w celu stworzenia wysoce selektywnej, a jednocześnie silnej szczepionki onkolitycznej. W wyniku tego procesu wygenerowano ColoAd1 (nowego chimerycznego przedstawiciela adenowirusów grupy B). Ta hybryda serotypów adenowirusa Ad11p i Ad3 wykazuje znacznie wyższą siłę działania i selektywność nowotworu niż wirusy kontrolne (w tym Ad5, Ad11p i Ad3) i potwierdzono, że generuje około dwa logarytmy więcej wirusowego potomstwa na świeżo wyizolowanej ludzkiej tkance guza okrężnicy niż na pasującej normalnej tkance .

Osłabienie

Atenuacja obejmuje usuwanie genów wirusowych lub regionów genów w celu wyeliminowania funkcji wirusowych, które są zbędne w komórkach nowotworowych, ale nie w normalnych komórkach, dzięki czemu wirus jest bezpieczniejszy i bardziej specyficzny dla nowotworu. Komórki nowotworowe i komórki zakażone wirusem mają podobne zmiany w szlakach sygnalizacji komórkowej, szczególnie tych, które regulują postęp w cyklu komórkowym . Gen wirusowy, którego funkcją jest zmiana szlaku, jest zbędny w komórkach, w których szlak jest wadliwy, ale nie w komórkach, w których szlak jest aktywny.

Enzymy kinaza tymidynowa i reduktaza rybonukleotydowa w komórkach są odpowiedzialne za syntezę DNA i ulegają ekspresji tylko w komórkach aktywnie replikujących się. Enzymy te występują również w genomach niektórych wirusów (np. HSV, krowianka) i umożliwiają replikację wirusa w komórkach spoczynkowych (niereplikujących), więc jeśli zostaną inaktywowane przez mutację, wirus będzie mógł replikować się tylko w komórkach proliferujących, takich jak Komórki nowotworowe.

Celowanie w nowotwór

Istnieją dwa główne podejścia do generowania selektywności nowotworu: celowanie transdukcyjne i nietransdukcyjne.

• Celowanie transdukcyjne obejmuje modyfikację białek płaszcza wirusowego w celu ukierunkowania na komórki nowotworowe przy jednoczesnym ograniczeniu wejścia do komórek nienowotworowych. To podejście do selektywności nowotworu skupiało się głównie na adenowirusach i HSV-1, chociaż jest całkowicie wykonalne w przypadku innych wirusów.
• Celowanie nietransdukcyjne obejmuje zmianę genomu wirusa, aby mógł on replikować się tylko w komórkach nowotworowych, najczęściej w ramach atenuacji wirusa.
  • transkrypcyjne , w którym krytyczne części genomu wirusowego są umieszczane pod kontrolą promotora specyficznego dla nowotworu . Odpowiedni promotor powinien być aktywny w guzie, ale nieaktywny w większości prawidłowych tkanek, zwłaszcza w wątrobie , która jest narządem najbardziej narażonym na wirusy przenoszone przez krew. Zidentyfikowano i przebadano wiele takich promotorów do leczenia szeregu nowotworów.
  • Podobnie replikację wirusa można precyzyjnie dostroić za pomocą sztucznych miejsc docelowych mikroRNA (miRNA) lub elementów odpowiedzi miRNA (MRE). Zróżnicowana ekspresja miRNA między zdrowymi tkankami i nowotworami pozwala na inżynierię wirusów onkolitycznych nie ukierunkowanych na określone tkanki będące przedmiotem zainteresowania, jednocześnie umożliwiając ich replikację w komórkach nowotworowych.

Podwójne celowanie za pomocą zarówno transdukcyjnych, jak i nietransdukcyjnych metod celowania jest bardziej skuteczne niż jakakolwiek forma samego celowania.

Dalsze informacje: adenowirus onkolityczny

Geny reporterów

Wirusowa ekspresja lucyferazy w guzie myszy

Zarówno w laboratorium, jak iw klinice przydatne jest posiadanie prostego sposobu identyfikacji komórek zakażonych eksperymentalnym wirusem. Można to zrobić, wyposażając wirusa w „ geny reporterowe ”, które normalnie nie występują w genomach wirusowych, które kodują łatwo identyfikowalne markery białkowe. Jednym z przykładów takich białek jest GFP ( białko zielonej fluorescencji). ), które obecne w zakażonych komórkach będą powodować emisję fluorescencyjnego zielonego światła po stymulacji światłem niebieskim. Zaletą tej metody jest to, że może być stosowana na żywych komórkach, a u pacjentów z powierzchownymi zmianami zakażonymi umożliwia szybkie, nieinwazyjne potwierdzenie infekcji wirusowej. Innym przykładem markera wizualnego przydatnego w żywych komórkach jest lucyferaza , enzym ze świetlika, który w obecności lucyferyny emituje światło wykrywalne przez wyspecjalizowane kamery.

Komórki zakażone wirusem krowianki wykazujące ekspresję beta-glukuronidazy (kolor niebieski)

Enzymy E. coli beta-glukuronidaza i beta - galaktozydaza mogą być również kodowane przez niektóre wirusy. Enzymy te, w obecności pewnych substratów, mogą wytwarzać intensywnie zabarwione związki przydatne do wizualizacji zakażonych komórek, a także do ilościowego określania ekspresji genów.

Modyfikacje poprawiające aktywność onkolityczną

Wirusy onkolityczne można stosować przeciwko nowotworom w sposób dodatkowy do lizy zainfekowanych komórek.

Geny samobójców

Wirusy mogą być używane jako wektory do dostarczania genów samobójczych, kodujących enzymy, które mogą metabolizować oddzielnie podawany nietoksyczny prolek do silnej cytotoksyny , która może dyfundować do sąsiednich komórek i zabijać. Jeden wirus opryszczki pospolitej, kodujący samobójczy gen kinazy tymidynowej, przeszedł do III fazy badań klinicznych. Kinaza tymidynowa wirusa opryszczki pospolitej fosforyluje prolek , gancyklowir, który jest następnie włączany do DNA , blokując syntezę DNA. Selektywność nowotworu wirusów onkolitycznych zapewnia, że ​​geny samobójcze ulegają ekspresji tylko w komórkach nowotworowych, jednak w kilku systemach genów samobójczych opisano „efekt obserwatora” na otaczające komórki nowotworowe.

Zahamowanie angiogenezy

Angiogeneza (tworzenie naczyń krwionośnych) jest istotną częścią powstawania dużych mas nowotworowych. Angiogenezę można hamować przez ekspresję kilku genów, które mogą być dostarczane do komórek nowotworowych w wektorach wirusowych , co powoduje zahamowanie angiogenezy i niedobór tlenu w guzie. Zakażenie komórek wirusami zawierającymi geny syntezy angiostatyny i endostatyny hamowało wzrost guza u myszy. Zwiększone działanie przeciwnowotworowe wykazano w rekombinowanym wirusie krowianki kodującym antyangiogenne przeciwciało terapeutyczne oraz w wariancie HSV1716 wykazującym ekspresję inhibitora angiogenezy.

jod promieniotwórczy

Ekspresja genu NIS adenowirusa w guzie myszy (znajdującym się na krzyżyku) po dożylnym podaniu wirusa (po lewej) w porównaniu z niezainfekowaną kontrolną myszą (po prawej)

Dodanie genu symportera sodowo-jodkowego (NIS) do genomu wirusowego powoduje, że zakażone komórki nowotworowe eksprymują NIS i gromadzą jod. W połączeniu z radioterapią jodem umożliwia miejscową radioterapię guza, stosowaną w leczeniu raka tarczycy. Radiojodu można również użyć do wizualizacji replikacji wirusa w organizmie za pomocą kamery gamma . To podejście było z powodzeniem stosowane przedklinicznie z adenowirusem, wirusem odry i wirusem krowianki.

Zatwierdzone środki lecznicze

• Talimogene laherparepvec ( OncoVEX GM-CSF ), znany również jako T-vec firmy Amgen , pomyślnie zakończył badania fazy III dotyczące zaawansowanego czerniaka w marcu 2013 r. W październiku 2015 r. amerykańska FDA zatwierdziła T-VEC pod marką Imlygic do leczenia czerniaka u chorych z guzami nieoperacyjnymi. stając się pierwszym zatwierdzonym środkiem onkolitycznym w świecie zachodnim. Opiera się na wirusie opryszczki pospolitej (HSV-1). Został również przetestowany w badaniu fazy I dotyczącym raka trzustki i badaniu fazy III w raka głowy i szyi wraz z chemioterapią cisplatyną i radioterapią.
• Teserpaturev (G47∆), znany również jako Delytact autorstwa Daiichi Sankyo , to pierwsza terapia wirusem onkolitycznym zatwierdzona przez japońskie Ministerstwo Zdrowia, Pracy i Opieki Społecznej (MHLW). Delytact to genetycznie zmodyfikowany onkolityczny wirus opryszczki pospolitej typu 1 (HSV-1) zatwierdzony do leczenia glejaka złośliwego w Japonii.

Wirusy onkolityczne w połączeniu z istniejącymi terapiami przeciwnowotworowymi

Wirusy onkolityczne często okazywały się najbardziej obiecujące w połączeniu z konwencjonalnymi terapiami przeciwnowotworowymi, ponieważ terapie łączone działają synergistycznie bez widocznych negatywnych skutków.

Badania kliniczne

Onyx-015 ( dl 1520) przeszedł próby w połączeniu z chemioterapią, zanim został porzucony na początku XXI wieku. Terapia skojarzona dała większą odpowiedź niż każda z tych terapii osobno, ale wyniki nie były całkowicie rozstrzygające. Wirus krowianki GL-ONC1 badano w badaniu połączonym z chemioterapią i radioterapią jako standardową opiekę dla pacjentów z nowo zdiagnozowanym rakiem głowy i szyi. Wirus opryszczki pospolitej, adenowirus, reowirus i wirus białaczki mysiej również przechodzą badania kliniczne w ramach terapii skojarzonych.

Badania przedkliniczne

Chen i in. (2001) zastosowali CV706, adenowirus specyficzny dla prostaty, w połączeniu z radioterapią raka prostaty u myszy. Połączona terapia spowodowała synergistyczny wzrost śmierci komórek, jak również znaczny wzrost rozmiaru wybuchu wirusa (liczba cząstek wirusa uwolnionych z każdej lizy komórkowej). Nie zaobserwowano żadnych zmian w specyficzności wirusa.

SEPREHVIR (HSV-1716) wykazał również synergię w badaniach przedklinicznych, gdy jest stosowany w połączeniu z kilkoma chemioterapiami przeciwnowotworowymi.

Wykazano, że lek przeciw angiogenezie , Bevacizumab (przeciwciało anty- VEGF ), zmniejsza odpowiedź zapalną na onkolitycznego HSV i poprawia wirusoterapię u myszy. Wykazano , że zmodyfikowany onkolityczny wirus krowianki kodujący jednołańcuchowe przeciwciało anty-VEGF (naśladujące Bevacizumab ) ma znacząco zwiększoną aktywność przeciwnowotworową niż wirus rodzicielski w modelach zwierzęcych.

W fikcji

W science fiction koncepcja wirusa onkolitycznego została po raz pierwszy przedstawiona opinii publicznej w powieści Jacka Williamsona Dragon's Island , opublikowanej w 1951 roku, chociaż wyimaginowany wirus Williamsona był oparty raczej na bakteriofagach niż na wirusie ssaków. Dragon's Island jest również znana jako źródło terminu „ inżynieria genetyczna ”.

Fabuła hollywoodzkiego filmu Jestem legendą opiera się na założeniu, że światową epidemię wywołał wirusowy lek na raka.

W serialu telewizyjnym Fox Broadcasting Company House , sezon 2, odcinek 19 , pokazano, że szczep wirusa opryszczki pospolitej zmniejszył guza wątroby.

Zobacz też

• Wirus odry kodujący ludzki symporter jodku sodu (MV-NIS)
• Onkolityczny AAV
• Onkowirus , wirus, który może powodować raka

Dalsza lektura

•   Harrington KJ, Vile RG, Pandha HS (2008). Wirusowa terapia raka . Hoboken, NJ: Wiley. ISBN 978-0-470-01922-1 .
•   Kirn DH, Liu T, Thorne SH, wyd. (2011). Wirusy onkolityczne: metody i protokoły (metody biologii molekularnej) . Nowy Jork: Humana Press. ISBN 978-1-61779-339-4 .
•   Sinkovics JG, Horvath J, wyd. (2005). Terapia wirusowa ludzkich nowotworów . Nowy Jork: Dekker. ISBN 978-0-8247-5913-1 .