Mehrfach modifizierte, onkolytische Adenoviren in der präklinischen Testung an Ovarialkarzinomzellen

Zusammenfassung

Bei der Krebsgentherapie handelt es sich um einen neuen, vielversprechenden Ansatz zur Behandlung therapieresistenter Karzinome. Sie basiert auf den molekularen Unterschieden zwischen Normal- und Tumorzellen, welche für eine zielgerichtete Therapiestrategie genutzt werden. Insbesondere konditional replikative Adenoviren (CRAds) konnten in präklinischen und klinischen Studien ihre Wirksamkeit demonstrieren. Voraussetzung zur Entwicklung eines wirksamen CRAds ist neben der ausreichenden Zielzellspezifität eine hohe Effizienz der viralen Infektion und Replikation. Aus diesem Grund haben wir dreifach modifizierte Adenoviren kloniert, welche verschiedene Modifikationen aufweisen: Die transkriptionale Steuerung erfolgt über den tumorspezifischen Cyclooxygenase-2-(cox2) Promotor. Eine zusätzliche tumorspezifische Steuerung wird erreicht über eine E1A-Transkomplementation. Hierbei handelt es sich um Basenpaardeletionen in der viralen E1A-Region, welche in den meisten Tumorzellen komplementiert werden kann. Weiterhin handelt es sich bei den untersuchten Adenoviren um Serotypchimären. In der vorliegenden Arbeit wurden verschiedene Viren, welche jeweils Kombinationen dieser gentechnischen Modifikationen aufweisen, auf Spezifität und onkolytische Potenz an Ovarialkarzinomzellen untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass mehrfach modifizierte Adenoviren eine signifikant erhöhte Spezifität und onkolytische Effektivität im Vergleich zum Wildtyp aufweisen. Adenoviren, welche über eine längere Promotorsequenz (cox2L) gesteuert werden, erwiesen sich als spezifischer als solche mit einer Steuerung über eine kürzere Promotorsequenz (cox2M). Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass dreifach modifizierte Adenoviren eine signifikant höhere onkolytische Potenz aufwiesen als einfach oder doppelt modifizierte Adenoviren. Durch In-vitro-Untersuchungen in Ovarialkarzinomzellen und Hepatozyten zeigte sich für die dreifach modifizierten Adenoviren ein zehntausendfach bis hunderttausendfach größeres therapeutisches Fenster im Vergleich zu Wildtyp-Adenoviren. Somit erscheinen dreifach modifizierte Adenoviren als gut geeignet für die weitere klinische Untersuchung dieses Ansatzes.

Abstract

Cancer gene therapy is a promising novel approach to treat cancers resistant to currently available modalities. Such treatment approaches are based on making use of the molecular differences between normal and tumor cells. Conditional replicating adenoviruses (CRAds) have proved particularly effective in initial preclinical and clinical studies. Requirements for construction of an effective CRAd are sufficient target cell specificity combined with efficient viral infection and replication. For this reason, we cloned triple-targeted oncolytic viruses with the following modifications: transcriptional targeting is under the control of the tumor-specific promoter cyclooxygenase-2 (cox2). Additional tumor-specific targeting is achieved by E1A transcomplementation, whereby specific deletions within the adenoviral E1A region restrict replication to tumor cells. In addition, the viruses are serotype chimeras. In this study, several viruses with different modifications were evaluated for their specificity and oncolytic potency for ovarian cancer cells. Our results suggest increased specificity and oncolytic efficacy for multiple-modified viruses compared to unmodified ones. Viruses under the control of the longer promoter cox2L were more specific than those under the control of the shorter fragment cox2M. Furthermore, triple-modified adenoviruses were significantly more oncolytic than single- or double-modified viruses. In vitro examinations in ovarian cancer cells and hepatocytes showed that triple-modified adenoviruses increased the therapeutic window by 10 000 - 100 000-fold compared to wildtype. Thus, triple-modified adenoviruses appear to be suitable for further clinical studies.

Schlüsselwörter

Adenoviren - Ovarialkarzinom - Gentherapie - Virusreplikation - Cyclooxygenase 2

Key words

adenovirus - ovarian neoplasm - gene therapy - virus replication - cyclooxygenase 2

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