Получение вируса осповакцины с повышенной продукцией внеклеточных оболочечных вирионов и направляющим синтезом GM-CSF как перспективной основы для создания противоопухолевых препаратов

На современном этапе развития науки проблема лечения онкологических заболеваний не теряет своей актуальности. В настоящее время становится все более очевидным, что монотерапия с помощью любого метода лечения не является столь же эффективной, как применение комбинированной терапии. Это обуславливает появление работ, посвященных совершенствованию уже существующих методов лечения и разработке новых, среди которых онколитическая иммунотерапия является одной из наиболее стремительно развивающихся. Благодаря современным методам генетической инженерии, открываются новые возможности использования онколитических вирусов в комбинированной терапии рака, что обусловлено их способностью, помимо прямого цитодеструктивного действия, влиять как на чувствительность опухолевых клеток к терапевтическому воздействию, так и на организм в целом, обеспечивая преодоление механизмов, обеспечивающих иммунорезистентность опухоли. Данная работа посвящена получению рекомбинантного вируса осповакцины, являющегося перспективной основой для создания противопухолевых препаратов. При помощи генно-инженерных методов произведены модификации вирусного генома: в область гена, кодирующего вирусную тимидинкиназу, произведена встройка гена, кодирующего гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор человека, вирусный ген A34R, кодирующий мембанный гликопротеин, заменен на ген A34R с двумя нуклеотидными заменами, приводящими к аминокислотным заменам D110N и K151E и обусловливающими увеличение доли внеклеточных оболочечных вирионов при репродукции вируса. Кроме того, были изучены свойства полученного вируса в экспериментах in vitro: показаны продукция гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора, отсутствие влияния проведенных модификаций вирусного генома на репродуктивные свойства вируса, усиленная способность вируса образовывать внеклеточные оболочечные вирионы.

1. Autio K., Knuuttila A., Kipar A., Pesonen S., Guse K., Parviainen S., Rajamaki M., Laitinen-Vapaavuori O., Vaha-Koskela M., Kanerva A., Hemminki A. Safety and biodistribution of a double-deleted oncolytic vaccinia virus encoding CD40 ligand in laboratory Beagles. Mol. Ther. Oncolytics, 2014, Vol. 1, 14002. doi: 10.1038/mto.2014.2.

2. Blasco R., Sisler J. R., Moss B. Dissociation of progeny vaccinia virus from the cell membrane is regulated by a viral envelope glycoprotein: effect of a point mutation in the lectin homology domain of the A34R gene. Virol., 1993, Vol. 67, no. 6, pp. 3319-3325.

3. Bourke M.G., Salwa S., Harrington K.J., Kucharczyk M.J., Forde P.F., de Kruijf M., Soden D., Tangney M., Collins J.K., O’Sullivan G.C. The emerging role of viruses in the treatment of solid tumours. Cancer Treat. Rev., 2011, Vol. 37, no. 8, pp. 618-632.

4. Buller R.M., Smith G.L., Cremer K., Notkins A.L., Moss B. Decreased virulence of recombinant vaccinia virus expression vectors is associated with a thymidine kinase-negative phenotype. Nature, 1985, Vol. 317, no. 6040, pp. 813-815.

5. Burnette W.N. “Western blotting”: Electrophoretic transfer of proteins from sodium dodecyl sulpatepolyacrylamide gels to unmodified nitrocellulose and radiographic detection with antibody and radioiodinated protein A. Anal. Biochem., 1981, Vol. 112, no. 2, pp. 195-203.

6. Cush S.S., Reynoso G.V., Kamenyeva O., Bennink J.R., Yewdell J.W., Hickman H.D. Locally produced IL-10 limits cutaneous vaccinia virus spread. PLoS Pathog., 2016, Vol. 12. no. 3, e1005493. doi: 10.1371/journal.ppat.1005493.

7. de Vries C.R., Monken C.E., Lattime E.C. The addition of recombinant vaccinia HER2/neu to oncolytic vaccinia - GMCSF given into the tumor microenvironment overcomes MDSC-mediated immune escape and systemic anergy. Cancer Gene Ther., 2015, Vol. 22, no. 3, pp. 154-162.

8. di Tucci C., Schiavi M.C., Faiano P, d’Oria O., Prata G., Sciuga V, Giannini A., Palaia I., Muzii L., Benedetti Panici P Therapeutic vaccines and immune checkpoints inhibition options for gynecological cancers. Crit. Rev. Oncol. Hematol., 2018, Vol. 128, pp. 30-42.

9. Dranoff G., Jaffee E., Lazenby A., Golumbek P, Levitsky H., Brose K., Jackson V, Hamada H., Pardoll D., Mulligan R.C. Vaccination with irradiated tumor cells engineered to secrete murine granulocyte-macrophage colony-stimulating factor stimulates potent, specific, and long-lasting anti-tumor immunity. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1993, Vol. 90, no. 8, pp. 3539-3543.

10. Falkner F.G., Moss B. Transient dominant selection of recombinant vaccinia viruses. J. Virol., 1990, Vol. 64, no. 6, pp. 3108-3111.

11. Goncharova E.P., Ruzhenkova J.S., Petrov I.S., Shchelkunov S.N., Zenkova M.A. Oncolytic virus efficiency inhibited growth of tumour cells with multiple drug resistant phenotype in vivo and in vitro. J. Transl. Med., 2016, Vol. 14, no. 1, 241. doi: 10.1186/s12967-016-1002-x.

12. Gopalakrishnan V, Helmink B.A., Spencer C.N., Reuben A., Wargo J.A. The influence of the gut microbiome on cancer, immunity, and cancer immunotherapy. Cancer Cell, 2018, Vol. 33, no. 4, pp. 570-580.

13. Maksyutov R.A., Tregubchak T.V., Denisova N.I., Maksyutov A.Z., Gavrilova E.V Gene-armed oncolytic poxvirus against cancer. Acad. J. Cancer Res., 2013, Vol. 6, no. 1, pp. 45-49.

14. Russell L., Peng K.W The emerging role of oncolytic virus therapy against cancer. Chin. Clin. Oncol., 2018, Vol. 7, no. 2, p. 16.

15. Russell S.J., Peng K.W, Bell J.C. Oncolytic virotherapy. Nat. Biotechnol., 2012, Vol. 30, no. 7, pp. 658-670.

16. Smith G.L., Vanderplasschen A., Law M. The formation and function of extracellular enveloped vaccinia virus. J. Gen. Virol., 2002, Vol. 83, no. 12, pp. 2915-2931.

17. Tim Martin N., Cameron Bell J. Oncolytic virus combination therapy: Killing one bird with two stones. Mol. Ther., 2018, Vol. 26, no. 6, pp. 1414-1422.

18. Vaha-Koskela M.J., Heikkila J.E., Hinkkanen A.E. Oncolytic viruses in cancer therapy. Cancer Lett., 2007, Vol. 254, no. 2, pp. 178-216.