Онколитический ААВ

Аденоассоциированный вирус (AAV) исследовался в качестве вирусного вектора в генной терапии для рака лечения как онколитический вирус . В настоящее время не существует одобренных FDA методов лечения рака AAV, поскольку первое одобренное FDA лечение AAV было одобрено в декабре 2017 года. ^{[ 1 ]} Тем не менее, существует множество приложений Oncolytic AAV, которые находятся в стадии разработки и исследуются.

Аденоассоциированная вирусная терапия

AAV — небольшой вирус, который был обнаружен в качестве примеси в исследованиях аденовирусов . ^{[ 2 ]} AAV является непатогенным вирусом, поэтому в настоящее время его исследуют для многих применений генной терапии, включая лечение онколитического рака, из-за его относительно безопасной природы. AAV также имеет небольшой риск инсерционного мутагенеза , распространенной проблемы при работе с вирусными векторами, поскольку его трансгены обычно экспрессируются эписомально. ^{[ 3 ]} Было обнаружено, что геном AAV встраивается менее чем в 10% случаев, когда AAV инфицирует клетку, и его экспрессия меньше, чем при эписомальной экспрессии. ^{[ 4 ]} AAV может упаковывать геномы размером от 2 до 5,2 КБ только тогда, когда они фланкированы инвертированными терминальными повторными последовательностями (ITR), но оптимально удерживает геном длиной от 4,1 до 4,9 КБ. ^{[ 5 ]} Это ограничивает терапевтическое применение AAV для лечения рака, поскольку ген, который несет вирус, должен умещаться менее чем в 4,9 т.п.н.

Таргетинг

AAV и множество его различных штаммов, известных как серотипы, имеют свои уникальные предпочтения в отношении целевого типа клеток, также известные как тропизм. Чтобы нацелить генную терапию вирусного вектора на очаги заболевания, исследователи часто используют простоту капсида вируса AAV для мутации нового поведения нацеливания вируса. Например, AAV был мутирован, чтобы нацеливаться на клетки первичной глиальной бластомы путем объединения областей многих серотипов AAV. ^{[ 6 ]}

Помимо объединения серотипов, для воздействия на участки рака использовалась мутация чужеродных последовательностей в капсиде, которые, как известно, обладают определенным поведением. Например, известно, что матриксные металлопротеиназы (ММП) активируются в очагах рака. ^{[ 7 ]} Вставив блокирующий инфекцию остаток тетрааспарагиновой кислоты в капсид, фланкированный расщепляемыми MMP последовательностями, лаборатория разработала активируемый протеазой вирус (PAV) с использованием AAV. В присутствии высоких концентраций ММП расщепляемые последовательности удаляются, и вирус «разблокируется», позволяя заразиться соседним больным клеткам. ^{[ 8 ]} PAV все еще оптимизируется. Исследование по замене остатков, блокирующих тетрааспарагиновую кислоту, показало, что отрицательный заряд остатков, вероятно, необходим для блокирования трансдукции. ^{[ 9 ]} PAV в настоящее время исследуется в целях воздействия на рак яичников и поджелудочной железы с целью доставки цитотоксических трансгенов. ^{[ 10 ]}

Примеры разработки онколитических AAV

AAV-2-TRAIL: Лиганд, индуцирующий апоптоз, связанный с фактором некроза опухоли (TRAIL), был изучен при доставке капсидами AAV серотипа 2 на линии раковых клеток человека. Было обнаружено, что разные клеточные линии имели разную чувствительность к доставке AAV-2-TRAIL и усиливались при предварительной обработке клеток химиотерапевтическим препаратом цисплатином . Когда мышам с моделями ксенотрансплантатов опухолей внутриопухолево вводили AAV-2-TRAIL с цисплатином и без него, было обнаружено, что размеры опухолей одинаково значительно уменьшались при использовании цисплатина и AAV-2-TRAIL. Масса опухоли уменьшалась еще более значительно при сочетании цисплатина и AAV-2-TRAIL. ^{[ 11 ]}

AAV-2-HSV-TK: Тимидинкиназа вируса простого герпеса типа 1 (HSV-TK) представляет собой распространенную противораковую терапию, которая превращает ганцикловир ( GCV) в токсичный GCV-трифосфат в клетках, экспрессирующих фермент. Это вызывает токсичность клетки и свидетеля по отношению к соседним клеткам. ^{[ 12 ]} При культивировании с раковыми клетками MCF-7 доставка HSV-TK с помощью AAV2 значительно снижала жизнеспособность клеток только в присутствии GCV. ^{[ 13 ]}

AAV-2-sc39TK: sc39TK представляет собой замену из пяти кодонов из HSV-TK, при которой молчащие мутации были введены в устойчивые к GCV сплайсированные акцепторные и донорные последовательности. Результатом является гиперактивная версия HSV-TK. В сочетании с GCV эти мутанты также приводят к высокому уровню гибели раковых клеток in vitro . Кроме того, было показано, что при инъекции мышиным ксенотрансплантатам размер опухоли значительно уменьшается в течение 30 дней. ^{[ 14 ]} Он также был исследован в сочетании с AAV-2-mTOR, который нацелен на мишень рапамицина (mTOR) у млекопитающих, исследуемую противораковую мишень. ^{[ 15 ]}

Клинические исследования онколитического AAV

AAV-DC-CTL: В настоящее время в Китае находится фаза I клинического исследования онколитического лечения AAV рака желудка IV стадии. В этих исследованиях AAV использовался для доставки карциноэмбрионального антигена (CEA). СЕА обычно вырабатывается в тканях желудка младенцев и будет использоваться в этих исследованиях для нацеливания на раковые клетки для специфического лизиса цитотоксических Т-клеток СЕА. В связи с этим вирус будет использоваться для того, чтобы иммунная система распознавала раковые клетки для их уничтожения. В результате AAV будет нацелен на раковые клетки, а CEA-специфические цитотоксические Т-клетки будут нацелены на клетки, которые инфицирует AAV. ^{[ 16 ]}^{[ 17 ]}

Ссылки

^ «Первая генная терапия наследственных заболеваний, созданная с помощью AAV, одобренная FDA» . Статьи. КлиническиеOMIC . 20 декабря 2017 года . Проверено 17 апреля 2018 г.
^ Хогган, доктор медицины; и др. (1966). «Исследование малых ДНК-вирусов, обнаруженных в различных препаратах аденовирусов: физические, биологические и иммунологические характеристики» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 55 (6): 1467–1474. Бибкод : 1966PNAS...55.1467H . дои : 10.1073/pnas.55.6.1467 . ПМК 224346 . ПМИД 5227666 .
^ Квон, И.; и др. (2008). «Дизайнерские векторы доставки генов: молекулярная инженерия и эволюция аденоассоциированных вирусных векторов для улучшенного переноса генов» . Фарм. Рез . 25 (3): 489–99. дои : 10.1007/s11095-007-9431-0 . ПМЦ 2265771 . ПМИД 17763830 .
^ Накаи, Х; и др. (2001). «Внехромосомные рекомбинантные аденоассоциированные вирусные векторные геномы в первую очередь ответственны за стабильную трансдукцию в печени in vivo» . Дж. Вирол . 75 (15): 6969–6976. doi : 10.1128/jvi.75.15.6969-6976.2001 . ПМК 114425 . ПМИД 11435577 .
^ Донг, JY; и др. (1996). «Количественный анализ упаковочной способности рекомбинантного аденоассоциированного вируса». Хм. Джин Тер . 7 (17): 2101–2112. дои : 10.1089/hum.1996.7.17-2101 . ПМИД 8934224 .
^ Кербер, Дж. Т.; и др. (2009). «Молекулярная эволюция аденоассоциированного вируса для усиленной доставки глиальных генов» . Мол. Там . 17 (12): 2088–2095. дои : 10.1038/mt.2009.184 . ПМК 2788045 . ПМИД 19672246 .
^ Гиалели, К.; и др. (2011). «Роль матриксных металлопротеиназ в прогрессировании рака и их фармакологическое воздействие». ФЕБС Дж . 278 (1): 16–27. дои : 10.1111/j.1742-4658.2010.07919.x . ПМИД 21087457 . S2CID 2260074 .
^ Джадд, Дж.; и др. (2014). «Настраиваемые вирусные наноузлы, активируемые протеазой» . АСУ Нано . 8 (5): 4740–4746. дои : 10.1021/nn500550q . ПМК 4046807 . ПМИД 24796495 .
^ Робинсон, ТМ; и др. (2016). «Роль свойств мотива тетрааминокислот на функцию вирусных векторов, активируемых протеазой» . АКС Биоматер. наук. англ . 2 (11): 2026–2033. doi : 10.1021/acsbimaterials.6b00439 . ПМК 5926792 . ПМИД 29721519 .
^ Гюнтер, К.; и др. «Расширение набора инструментов вирусов, активируемых протеазой, для оптимизации их универсальности и эффективности». Мол. Там . 24 .
^ Цзян, М.; и др. «Синергетический противоопухолевый эффект AAV-опосредованной экспрессии TRAIL в сочетании с цисплатином на плоскоклеточный рак головы и шеи». БМК Рак . 11 : 287–301.
^ Сантьяго-Оритц, JL; и др. (2016). «Векторы аденоассоциированного вируса (AAV) в генной терапии рака» . Журнал контролируемого выпуска . 240 : 287–301. дои : 10.1016/j.jconrel.2016.01.001 . ПМЦ 4940329 . ПМИД 26796040 .
^ Зи-Бо, Л.; и др. «Рекомбинантный AAV-опосредованный перенос гена HSVtk с помощью прямых внутриопухолевых инъекций и регуляции Tet-On для имплантированного рака молочной железы человека». БМК Рак . 6 .
^ Ким, JY; и др. (2011). «Стойкие противоопухолевые эффекты за счет рекомбинантного аденоассоциированного вируса, кодирующего ген тимидинкиназы герпеса, контролируемые с помощью ПЭТ-визуализации» . Онкол. Представитель . 25 (5): 1263–1269. дои : 10.3892/или.2011.1190 . ПМИД 21331450 .
^ Ву, ХН; и др. (2015). «Комбинированная противоопухолевая генная терапия с тимидинкиназой вируса простого герпеса и короткой шпилечной РНК, специфичной для млекопитающих, мишенью рапамицина» . Межд. Дж. Онкол . 47 (6): 2233–2239. дои : 10.3892/ijo.2015.3194 . ПМИД 26459571 .
^ «Исследование фазы I специфического для CEA лечения AAV-DC-CTL при раке желудка IV стадии — табличный вид — ClinicalTrials.gov» . Проверено 17 апреля 2018 г.
^ «Клиническая безопасность и предварительная эффективность лечения AAV-DC-CTL при раке желудка IV стадии — табличный вид — ClinicalTrials.gov» . Проверено 17 апреля 2018 г.

[1] «Первая генная терапия наследственных заболеваний, созданная с помощью AAV, одобренная FDA» . Статьи. КлиническиеOMIC . 20 декабря 2017 года . Проверено 17 апреля 2018 г.

[2] Хогган, доктор медицины; и др. (1966). «Исследование малых ДНК-вирусов, обнаруженных в различных препаратах аденовирусов: физические, биологические и иммунологические характеристики» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 55 (6): 1467–1474. Бибкод : 1966PNAS...55.1467H . дои : 10.1073/pnas.55.6.1467 . ПМК 224346 . ПМИД 5227666 .

[3] Квон, И.; и др. (2008). «Дизайнерские векторы доставки генов: молекулярная инженерия и эволюция аденоассоциированных вирусных векторов для улучшенного переноса генов» . Фарм. Рез . 25 (3): 489–99. дои : 10.1007/s11095-007-9431-0 . ПМЦ 2265771 . ПМИД 17763830 .

[4] Накаи, Х; и др. (2001). «Внехромосомные рекомбинантные аденоассоциированные вирусные векторные геномы в первую очередь ответственны за стабильную трансдукцию в печени in vivo» . Дж. Вирол . 75 (15): 6969–6976. doi : 10.1128/jvi.75.15.6969-6976.2001 . ПМК 114425 . ПМИД 11435577 .

[5] Донг, JY; и др. (1996). «Количественный анализ упаковочной способности рекомбинантного аденоассоциированного вируса». Хм. Джин Тер . 7 (17): 2101–2112. дои : 10.1089/hum.1996.7.17-2101 . ПМИД 8934224 .

[6] Кербер, Дж. Т.; и др. (2009). «Молекулярная эволюция аденоассоциированного вируса для усиленной доставки глиальных генов» . Мол. Там . 17 (12): 2088–2095. дои : 10.1038/mt.2009.184 . ПМК 2788045 . ПМИД 19672246 .

[7] Гиалели, К.; и др. (2011). «Роль матриксных металлопротеиназ в прогрессировании рака и их фармакологическое воздействие». ФЕБС Дж . 278 (1): 16–27. дои : 10.1111/j.1742-4658.2010.07919.x . ПМИД 21087457 . S2CID 2260074 .

[8] Джадд, Дж.; и др. (2014). «Настраиваемые вирусные наноузлы, активируемые протеазой» . АСУ Нано . 8 (5): 4740–4746. дои : 10.1021/nn500550q . ПМК 4046807 . ПМИД 24796495 .

[9] Робинсон, ТМ; и др. (2016). «Роль свойств мотива тетрааминокислот на функцию вирусных векторов, активируемых протеазой» . АКС Биоматер. наук. англ . 2 (11): 2026–2033. doi : 10.1021/acsbimaterials.6b00439 . ПМК 5926792 . ПМИД 29721519 .

[10] Гюнтер, К.; и др. «Расширение набора инструментов вирусов, активируемых протеазой, для оптимизации их универсальности и эффективности». Мол. Там . 24 .

[11] Цзян, М.; и др. «Синергетический противоопухолевый эффект AAV-опосредованной экспрессии TRAIL в сочетании с цисплатином на плоскоклеточный рак головы и шеи». БМК Рак . 11 : 287–301.

[12] Сантьяго-Оритц, JL; и др. (2016). «Векторы аденоассоциированного вируса (AAV) в генной терапии рака» . Журнал контролируемого выпуска . 240 : 287–301. дои : 10.1016/j.jconrel.2016.01.001 . ПМЦ 4940329 . ПМИД 26796040 .

[13] Зи-Бо, Л.; и др. «Рекомбинантный AAV-опосредованный перенос гена HSVtk с помощью прямых внутриопухолевых инъекций и регуляции Tet-On для имплантированного рака молочной железы человека». БМК Рак . 6 .

[14] Ким, JY; и др. (2011). «Стойкие противоопухолевые эффекты за счет рекомбинантного аденоассоциированного вируса, кодирующего ген тимидинкиназы герпеса, контролируемые с помощью ПЭТ-визуализации» . Онкол. Представитель . 25 (5): 1263–1269. дои : 10.3892/или.2011.1190 . ПМИД 21331450 .

[15] Ву, ХН; и др. (2015). «Комбинированная противоопухолевая генная терапия с тимидинкиназой вируса простого герпеса и короткой шпилечной РНК, специфичной для млекопитающих, мишенью рапамицина» . Межд. Дж. Онкол . 47 (6): 2233–2239. дои : 10.3892/ijo.2015.3194 . ПМИД 26459571 .

[16] «Исследование фазы I специфического для CEA лечения AAV-DC-CTL при раке желудка IV стадии — табличный вид — ClinicalTrials.gov» . Проверено 17 апреля 2018 г.

[17] «Клиническая безопасность и предварительная эффективность лечения AAV-DC-CTL при раке желудка IV стадии — табличный вид — ClinicalTrials.gov» . Проверено 17 апреля 2018 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]