Онколитические вирусы (ОВ) как противоопухолевая терапия
Некоторые вирусы, например, аденовирус, вирус болезни Ньюкасла (NDV), парвовирус и реовирус, могут разрушать опухолевые клетки и активировать иммунный ответ, что делает их перспективным средством лечения рака. Однако эффективность этих вирусов ограничена из-за недостаточного размножения в опухолях, слабой стимуляции иммунной системы и иммуносупрессивного микроокружения опухоли.
Генетически модифицированные ОВ
Для усиления противоопухолевых эффектов ОВ ученые создают генетически модифицированные вирусы, способные атаковать первичные и метастатические опухоли. Некоторые ОВ уже дошли до стадии клинических испытаний, особенно в сочетании с иммуннотерапией. Однако результаты этих испытаний пока далеки от ожиданий, так как в реальных условиях иммунный ответ оказывается слабее, чем в лабораторных исследованиях.
Основные проблемы клинического применения ОВ
- Недостаточная эффективность инфицирования и репликации в опухолевых клетках в организме человека.
- Недостаточно подтвержденная безопасность внутривенного введения. Во время быстрого деления и репликации появляется риск потери генетических модификаций, что может восстановить способность вируса заражать и повреждать нормальные клетки. Чтобы свести к минимуму этот риск, ОВ необходимо вводить локально в опухоли, а не внутривенно. В результате эффективность сильно ослабевает.
- Иммунный ответ организма на вирус недостаточно силен для преодоления иммуносупрессивного барьера.
- Обычно организм вырабатывает нейтрализующие антитела к ОВ с высоким титром, что приводит к невозможности их повторного использования и значительному снижению их эффективности.
Разработан онколитический вирус NDV
Ученые из Медицинского университета Гуанси (Китай) разработали модифицированный вирус NDV, который эффективно разрушает опухолевые клетки, проявляя при этом слабую иммуногенность. В отличие от других вирусов, NDV не реплицируется в нормальных клетках и не вызывает повреждения нормальных тканей, даже если возвращается к дикому типу.
Рекомбинантный NDV-GT с геном α1,3GT
Ученые использовали NDV в качестве вектора для доставки специфического терапевтического гена α1,3GT, направленного на усиление онколитических эффектов. Они создали вирус NDV-GT, который заставляет опухолевые клетки вырабатывать альфа-галактозидазу (αGal).
αGal – чужеродный антиген, который вызывает сверхострую реакцию отторжения ксенотрансплантата. Особенность этой реакции – тромбообразование, вызванное повреждением донорских сосудистых эндотелиальных клеток и последующее высвобождение тромбоцитарного активирующего фактора (PAF). Например, такая реакция возникает в течение нескольких минут или часов после подключения свиных сердец к сосудистой системе человека. Причина – в том, что у человека есть природные антитела к αGal, которые способствуют разрушению сосудистых эндотелиальных клеток ксенотрансплантата. Поврежденные эндотелиальные клетки высвобождают PAF, что приводит к образованию тромбов и потере функции трансплантата.
NDV-GT для противоопухолевой терапии
Выработке антител к αGal способствует микробиота. Наличие у человека антител к αGal позволяет применять сверхострую реакцию отторжения в противоопухолевой терапии. Вирус NDV-GT заставляет опухолевые клетки вырабатывать αGal. Это приводит к мощному иммунному ответу, ослаблению иммуносупрессивного микроокружения и разрушению опухоли. Настоящее исследование показало эффективность NDV-GT против различных видов рака: печени, яичников, прямой кишки, легких, молочной железы, пищевода, меланомы и рака шейки матки.
NDV-GT может служить противоопухолевым препаратом со значительным клиническим потенциалом у пациентов с раком на поздних стадиях. NDV-GT успешно инфицирует только опухолевые клетки. В эксперименте на культуре клеток экспрессия αGal усиливала онколитическую активность NDV: через 72 часа NDV-GT уничтожал 90% клеток рака печени человека.
В исследовании на макаках в конце третьего месяца после лечения опухоли в группе NDV-GT были значительно меньше, чем в группе NDV и в группе PBS (фосфатно-солевого буфера). В группе NDV-GT опухоли полностью исчезли через 3 месяца после прекращения лечения, и все макаки этой группы выжили. В то же время в группе NDV рост опухоли был значительно замедлен по сравнению с группой PBS, но опухоли быстро восстановились после прекращения лечения, что привело к смерти двух макак через 3 месяца после лечения. В группе PBS самое длительное время выживания превышало 5 месяцев, самое короткое — около 3 месяцев, а средняя выживаемость составило чуть более 4 месяцев.
В группе NDV-GT αGal присутствовала только в опухолевых тканях, а не в близлежащих. В опухолевых тканях после лечения NDV-GT происходило тромбообразование. Образование тромбов внутри опухоли блокировало кровеносные сосуды. Эти данные свидетельствуют о том, что лечение NDV-GT эффективно стимулирует экспрессию αGal, которая становится мишенью естественных антител в опухолевых кровеносных сосудах. Образование тромбов и окклюзия сосудов в конечном итоге приводили к уменьшению и некрозу опухоли. Сверхострое отторжение вызывало активацию и последующее усиление как гуморальных, так и клеточных иммунных реакций, что в конечном итоге приводило к полной регрессии опухоли.
Механизм действия NDV-GT
Инфицирование NDV-GT опухолевых клеток стимулирует экспрессию αGal, которая связывается с естественными анти-αGal антителами, запуская процесс разрушения опухолевых клеток, в то время как NDV-GT также напрямую уничтожает опухолевые клетки. В результате этого процесса высвобождаются αGal и опухолевые антигены, которые активируют адаптивный иммунитет через антигенпрезентирующие клетки.
Воспаление и хемокины в микроокружении опухоли способствуют миграции и инфильтрации Т-клеток. Это подчеркивает важность активации CD4 и CD8 Т-клеток для успешной иммунотерапии. αGal способствует дифференцировке, пролиферации и активации Т-клеток, что приводит к секреции интерферона гамма (ИФН-γ) и фактора некроза опухоли альфа (TNF-α) CD4 и CD8 Т-клетками.
Таким образом, NDV-GT не только оказывает прямое онколитическое воздействие, но и стимулирует высокую экспрессию αGal, вызывая сверхострое отторжение и запуская иммунные реакции, которые подавляют рост опухоли.
Оценка безопасности применения NDV-GT у макак
Внутривенное введение NDV-GT один раз в неделю в течение 12 недель не влияло на массу тела, температуру и частоту сердечных сокращений и оказывало незначительное влияние на физиологические показатели, факторы свертывания, функции печени и почек, а также уровень глюкозы в крови. Не было изменений в белке мочи, лейкоцитах и скрытой крови в кале. Не было заметного повреждения нормальных органов.
Титры нейтрализующих антител к NDV оценивали за 1 день до начала лечения, а также через 1, 2, 4, 6, 8 и 12 недель после инъекции и через 4 недели после прекращения лечения. Наблюдалось незначительное увеличение титра нейтрализующих антител к NDV, но титр оставался в пределах нормального диапазона контрольных значений, а увеличение титра не было клинически значимым. Выработка нейтрализующих антител не оказывала негативного влияния на терапевтическую эффективность NDV-GT.
Применение NDV-GT для лечения онкологических больных
В исследовании участвовали 23 пациента с устойчивым к лечению раком: печени, яичников, шейки матки, легких, пищевода, прямой кишки, молочной железы и меланомой. У большинства этих пациентов показатель контроля заболевания составил 90% без значительной токсичности.
У одного пациента с множественной первичной гепатоцеллюлярной карциномой (ГЦК) и метастазами в легких опухоли уменьшились в размерах и даже исчезли после 1,5 месяцев лечения NDV-GT. В течение 10 месяцев состояние пациента оставалось стабильным.
Источник изображения: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(24)01423-5
Лечение подавляло прогрессирование опухоли – значительно снижало уровень онкомаркера рака печени АФП (альфа-фетопротеина). Анализ иммунных показателей после лечения показал, что NDV-GT стимулирует адаптивный иммунитет, реактивирует систему иммунологической памяти, смягчает иммуносупрессию, запускает естественный противоопухолевый иммунитет и действует как гуморальная и клеточная иммунотерапия. Лечение способствовало секреции противоопухолевых цитокинов, не вызывая синдрома высвобождения цитокинов (CRS). Терапия NDV-GT была безопасной – не влияла на показатели крови и функцию почек, за исключением незначительного усиления воспаления.
Титр нейтрализующих антител к NDV после лечения был немного выше, чем до лечения, но все еще находился в пределах нормального диапазона контрольных значений. Это означает, что иммунная система не полностью уничтожала вирус, что делает возможным его повторное введение. Лечение активировало цитокины, стимулирующие сигнальный путь JAK-STAT, который регулирует взаимодействие между вирусными белками и цитокинами/цитокиновыми рецепторами.
У другого пациента с обширными метастазами в брюшной полости, происходящими от рака яичников, лечение вызывало значительную инфильтрацию Т-лимфоцитов в опухолевую ткань, что приводило к усиливающейся онколитической реакции. Опухоль яичника сначала уменьшалась, а затем полностью исчезла.
У следующего пациента был диагностирован прогрессирующий рак шейки матки с метастазами в подвздошный гребень, которые вызвали обширное разрушение костей: крестца, подвздошных костей и вертлужной впадины. Ранее этот пациент проходил лучевую и химиотерапию. После 3 месяцев комбинированных внутривенных и перитонеальных инъекций NDV-GT в течение 6 месяцев метастазы в кости исчезли. У пациента значительно снизилась боль в костях, отпала необходимость анальгетиков. Опухоль не прогрессировала, однако через 36 месяцев пациент скончался от септического шока.
У другого пациента с похожей клинической картиной лечение NDV-GT в течение 3 месяцев значительно уменьшило или полностью устранило метастатические поражения костей и лимфатических узлов таза. У пациента значительно снизилась боль в костях, что позволило прекратить использование анальгетиков. Когда прошло 36 месяцев, состояние пациента оставалось стабильным, пациент был жив.
В отличие от этих результатов, в текущих рекомендациях Национальной комплексной онкологической сети (NCCN) по лечению рака шейки матки сообщается о выживаемости без прогрессирования от 2 до 5 месяцев и общей выживаемости от 9 до 22 месяцев при приеме различных препаратов. Кроме того, побочные эффекты лечения NDV-GT были более мягкими, с более низкой частотой нежелательных явлений. Напротив, пациенты, получающие лечение согласно текущим рекомендациям NCCN, часто испытывают такие побочные эффекты как зуд, усталость и диарея, при этом у некоторых развиваются тяжелые побочные реакции.
Другие пациенты в настоящем исследовании, в том числе, пациент с раком легких и метастазами в головной мозг, также оставались стабильным в течение 32 месяцев. В совокупности 20 пациентов с прогрессирующим раком в различных органах прошли успешное лечение NDV-GT независимо от типа опухоли.
Экологическая безопасность NDV-GT
На 7-ой день после каждой инъекции у пациентов брали образцы крови для ПЦР. Результаты указывали на постоянное присутствие вируса. Однако вирус не заражал окружающую среду, что указывает на то, что NDV-GT безвреден и экологически безопасен.
Несмотря на такой профиль безопасности, необходимо снизить возможное воздействие вируса на восприимчивые виды. Поэтому люди, работающие с птицами или являющиеся их владельцами, должны избегать контакта с птицами в течение периода после инъекции.
Полезная статья, нужная информация? Поделитесь ею!
Кому-то она тоже будет полезной и нужной:
