Онколитический ААВ - Oncolytic AAV

Аденоассоциированный вирус (AAV) был исследован как вирусный вектор в генная терапия за рак лечение как Онколитический вирус. В настоящее время нет ни одного FDA одобрили лечение 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 были исследованы.

Аденоассоциированная вирусная терапия

AAV - это небольшой вирус, который был обнаружен в качестве контаминанта в аденовирус исследования.[2] AAV - это непатогенный вирус, поэтому в настоящее время он исследуется для многих приложений генной терапии, включая лечение онколитического рака, из-за его относительно безопасной природы. AAV также имеет небольшой риск инсерционный мутагенез, общая проблема при работе с вирусными векторами, поскольку его трансгены обычно экспрессируются эписомально.[3] Было обнаружено, что геном AAV вставляется менее чем в ~ 10% случаев, когда AAV заражает клетку, и экспрессия ниже, чем при эписомальной экспрессии.[4] AAV может упаковывать геномы размером от 2 до 5,2 т.п.н., когда они фланкированы последовательностями инвертированных концевых повторов (ITR), но оптимально удерживает геном размером от 4,1 до 4,9 кб.[5] Это ограничивает терапевтическое применение AAV в качестве лечения рака, так как ген, который несет вирус, должен умещаться в пределах менее 4,9 т.п.н.

Таргетинг

У AAV и его множества различных штаммов, известных как серотипы, есть свои уникальные предпочтения по нацеливанию на тип клеток, также известные как тропизм. Чтобы направить терапию вирусными векторными генами на участки заболевания, исследователи часто используют простоту капсида вируса AAV для изменения нового поведения при нацеливании на вирус. Например, AAV мутировали для нацеливания на клетки первичной глиальной бластомы путем объединения областей многих серотипов AAV.[6]

Помимо комбинирования серотипов, для нацеливания на участки рака использовались мутации чужеродных последовательностей в капсид, которые, как известно, обладают определенным поведением. Например, Матричные металлопротеиназы (MMP), как известно, активируются в участках рака.[7] Вставив блокирующий инфекцию остаток тетра-аспарагиновой кислоты в капсид, фланкированный последовательностями, расщепляемыми MMP, лаборатория разработала вирус, активируемый протеазой (PAV), с использованием AAV. В присутствии высоких концентраций ММР расщепляемые последовательности удаляются, и вирус «разблокируется», что позволяет инфицировать соседние больные клетки.[8] PAV все еще оптимизируется. Исследование по замене блокирующих остатков тетра-аспарагиновой кислоты показало, что отрицательный заряд остатков, вероятно, необходим для блокирования трансдукции.[9] PAV в настоящее время исследуется на предмет нацеливания на рак яичников и поджелудочной железы с планом доставки цитотоксических трансгенов.[10]

Примеры онколитических ААВ в разработке

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 обладают разной чувствительностью к доставке AAV-2-TRAIL и усиливаются предварительной обработкой клеток химиотерапевтическим препаратом. цисплатин. Когда мышам с моделями ксенотрансплантата опухоли инъецировали AAV-2-TRAIL внутриопухолево с цисплатином и без него, было обнаружено, что размеры опухоли одинаково значительно уменьшались при использовании цисплатина и AAV-2-TRAIL. Вес опухоли уменьшился еще более значительно при сочетании цисплатина и AAV-2-TRAIL.[11]

AAV-2-HSV-TK: тимидинкиназа вируса простого герпеса типа 1 (HSV-TK) является распространенной противораковой терапией, которая преобразует ганцикловир (GCV) в токсичный GCV-трифосфат внутри клеток, экспрессирующих фермент. Это вызывает токсичность клетки и свидетеля по отношению к соседним клеткам.[12] При культивировании с раковыми клетками MCF-7 доставка HSV-TK через AAV2 значительно снижала жизнеспособность клеток только в присутствии GCV.[13]

AAV-2-sc39TK: sc39TK представляет собой замену из пяти кодонов из HSV-TK, где 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 введении в модели ксенотрансплантатов мыши размер опухоли значительно уменьшался в течение 30 дней.[14] Он также был исследован в сочетании с AAV-2-mTOR, который нацелен на мишень рапамицина (mTOR) млекопитающих, исследуемую противораковую мишень.[15]

Клинические испытания онколитических ААВ

AAV-DC-CTL: В настоящее время в Китае проходит фаза I клинических испытаний онколитических препаратов AAV для лечения рака желудка IV стадии. В этих испытаниях AAV использовался для доставки карциноэмбрионального антигена (CEA). СЕА обычно продуцируется в ткани желудка младенцев и будет использоваться в этих исследованиях для нацеливания на раковые клетки для лизиса цитотоксических Т-клеток, специфичного для СЕА. В связи с этим вирус будет использоваться для того, чтобы раковые клетки могли распознавать иммунную систему для уничтожения. В результате AAV будет нацеливаться на раковые клетки, а специфичные для CEA цитотоксические Т-клетки будут нацелены на клетки, инфицированные AAV.[16][17]

Рекомендации

  1. ^ «Первая генная терапия с использованием AAV для лечения наследственных заболеваний, одобренная FDA». Статьи. ClinicalOMICs. Получено 2018-04-17.
  2. ^ Хогган, доктор медицины; и другие. (1966). «Исследования малых ДНК-вирусов, обнаруженных в различных препаратах аденовирусов: физические, биологические и иммунологические характеристики». Proc. Natl. Акад. Sci. Соединенные Штаты Америки. 55: 1467–1474. Дои:10.1073 / pnas.55.6.1467.
  3. ^ Kwon, I .; и другие. (2008). «Дизайнерские векторы доставки генов: молекулярная инженерия и эволюция аденоассоциированных вирусных векторов для усиленного переноса генов». Pharm. Res. 25 (3): 489–99. Дои:10.1007 / s11095-007-9431-0. ЧВК  2265771. PMID  17763830.
  4. ^ Nakai, H; и другие. (2001). «Геномы экстрахромосомных рекомбинантных аденоассоциированных вирусных векторов в первую очередь ответственны за стабильную трансдукцию печени in vivo». Дж. Вирол. 75: 6969–6976. Дои:10.1128 / jvi.75.15.6969-6976.2001.
  5. ^ Dong, J.Y .; и другие. (1996). «Количественный анализ упаковочной способности рекомбинантного аденоассоциированного вируса». Гм. Джин Тер. 7: 2101–2112. Дои:10,1089 / пом.1996.7.17-2101.
  6. ^ Koerber, J. T .; и другие. (2009). «Молекулярная эволюция аденоассоциированного вируса для улучшения доставки глиального гена». Мол. Ther. 17: 2088–2095. Дои:10.1038 / мт.2009.184.
  7. ^ Gialeli, C .; и другие. (2011). «Роль матриксных металлопротеиназ в развитии рака и их фармакологическое воздействие». FEBS J. 278 (1): 16–27. Дои:10.1111 / j.1742-4658.2010.07919.x. PMID  21087457.
  8. ^ Judd, J .; и другие. (2014). "Настраиваемые вирусные наноноды, активируемые протеазой". САУ Нано. 8: 4740–4746. Дои:10.1021 / nn500550q.
  9. ^ Робинсон, T.M .; и другие. (2016). «Роль свойств тетрааминокислотного мотива на функцию вирусных векторов, активируемых протеазой». ACS Biomater. Sci. Англ.. 2 (11): 2026–2033. Дои:10.1021 / acsbiomaterials.6b00439. ЧВК  5926792. PMID  29721519.
  10. ^ Guenther, C .; и другие. «Расширение инструментария вирусов, активируемых протеазой, с целью повышения их универсальности и эффективности». Мол. Ther. 24.
  11. ^ Jiang, M .; и другие. «Синергетический противоопухолевый эффект AAV-опосредованной экспрессии TRAIL в сочетании с цисплатином на плоскоклеточный рак головы и шеи». BMC Рак. 11: 287–301.
  12. ^ Santiago-Oritz, J.L .; и другие. «Векторы аденоассоциированного вируса (AAV) в генной терапии рака». Журнал контролируемого выпуска. 240: 287–301.
  13. ^ Zi-Bo, L .; и другие. «Рекомбинантный AAV-опосредованный перенос гена HSVtk с прямыми внутриопухолевыми инъекциями и регулирование Tet-On для имплантированного рака груди человека». BMC Рак. 6.
  14. ^ Kim, J.Y .; и другие. «Устойчивые противоопухолевые эффекты с помощью рекомбинантного аденоассоциированного вируса, кодирующего ген тимидинкиназы герпеса, контролируемые с помощью ПЭТ-визуализации». Онкол. Представитель. 25: 1263–1269.
  15. ^ Woo, H.N .; и другие. (2015). «Комбинированная противоопухолевая генная терапия с тимидинкиназой вируса простого герпеса и короткой шпилькой РНК, специфичной для рапамицина-мишени млекопитающих». Int. Дж. Онкол. 47: 2233–2239. Дои:10.3892 / ijo.2015.3194.
  16. ^ «Фаза I испытания CEA-специфического лечения AAV-DC-CTL при раке желудка стадии IV - табличное представление - ClinicalTrials.gov». Получено 2018-04-17.
  17. ^ «Клиническая безопасность и предварительная эффективность лечения AAV-DC-CTL при раке желудка IV стадии - табличное представление - ClinicalTrials.gov». Получено 2018-04-17.