Upload
ngodieu
View
224
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Gdzie chirurg nie może Gdzie chirurg nie może --
-- tam wirusy pośletam wirusy pośle
czyli o przeciwnowotworowych czyli o przeciwnowotworowych terapiach wirusowychterapiach wirusowych
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
przed 1984 po 1984dzieci w wieku 6-9 lat
na 1
00
00
0 d
ziec
iZmniejszenie liczby zgonów spowodowanych nowotworem wątroby po wprowadzeniu obowiązkowych szczepień przeciwko HBV w 1984 roku
Dane: 1995, Tajwan
Wzrost pięcioletniej przeżywalności pacjentów
rok postawienia diagnozyrok postawienia diagnozy
% p
acje
ntów
%
pac
jent
ów
Wirusy używane w terapii wirusowej nowotworówWirusy używane w terapii wirusowej nowotworów
Naturalne wirusy Naturalne wirusy onkolityczneonkolityczne::
Wirus rzekomego pomoru drobiuWirus rzekomego pomoru drobiu((NewcastleNewcastle diseasedisease virusvirus, NDV), NDV)
-- wywołuje śmiertelne infekcje u ptaków:wywołuje śmiertelne infekcje u ptaków:* utrudnione oddychanie, rzężenia i charczenia, * utrudnione oddychanie, rzężenia i charczenia, * objawy nerwowe (porażenia, czy skręty szyi). * objawy nerwowe (porażenia, czy skręty szyi).
-- nie ma leków, ale są skuteczne szczepionki:nie ma leków, ale są skuteczne szczepionki:* nieśność spada od 30 do 50% lub więcej * nieśność spada od 30 do 50% lub więcej
i powraca do normy po około 2 tygodniach. i powraca do normy po około 2 tygodniach. * jaja mogą mieć cienką skorupę, * jaja mogą mieć cienką skorupę,
typowe jest również składanie jaj bez skorup typowe jest również składanie jaj bez skorup
Wirusy używane w terapii wirusowej nowotworówWirusy używane w terapii wirusowej nowotworów
Naturalne wirusy Naturalne wirusy onkolityczneonkolityczne::
Wirus rzekomego pomoru drobiuWirus rzekomego pomoru drobiu((NewcastleNewcastle diseasesdiseases virusvirus, NDV), NDV)
-- skutki infekcji u ludzi:skutki infekcji u ludzi:* objawy podobne do grypy, * objawy podobne do grypy, * zapalenie spojówek,* zapalenie spojówek,* zapalenie krtani* zapalenie krtani
Tempo Tempo namnażanianamnażania NDV jest znacznie szybsze (nawet 10 000 razy!) NDV jest znacznie szybsze (nawet 10 000 razy!) w komórkach nowotworowych niż zdrowychw komórkach nowotworowych niż zdrowych
Wirusy używane w terapii wirusowej nowotworówWirusy używane w terapii wirusowej nowotworów
Naturalne wirusy Naturalne wirusy onkolityczneonkolityczne::
Wirus rzekomego pomoru drobiuWirus rzekomego pomoru drobiu((NewcastleNewcastle diseasesdiseases virusvirus, NDV), NDV)
Proponowane zastosowania kliniczne:Proponowane zastosowania kliniczne:
Niszczenie komórek nowotworowych:Niszczenie komórek nowotworowych:* infekcja wirusami litycznymi (iniekcja lokalna do guza, do mię* infekcja wirusami litycznymi (iniekcja lokalna do guza, do mięśnia, do naczyń, do śnia, do naczyń, do odbytu, inhalacjaodbytu, inhalacja
Szczepionki:Szczepionki:* * onkolizatyonkolizaty (fragmenty komórek nowotworowych zakażonych NVD) (fragmenty komórek nowotworowych zakażonych NVD) -- iniekcje iniekcje śródskórne lub podskórneśródskórne lub podskórne* inaktywowane komórki nowotworowe zakażone NVD * inaktywowane komórki nowotworowe zakażone NVD -- iniekcje podskórneiniekcje podskórne
Wirusy używane w terapii wirusowej nowotworówWirusy używane w terapii wirusowej nowotworów
Naturalne wirusy Naturalne wirusy onkolityczneonkolityczne::
-- ReowirusyReowirusy Białka RasBiałka Ras
Białka Ras w nowotworachBiałka Ras w nowotworach
Około 60% komórek nowotworów ma zbyt aktywne białka Ras:Około 60% komórek nowotworów ma zbyt aktywne białka Ras:
-- Mutacje powodujące powstanie białek Mutacje powodujące powstanie białek aktywnych konstytutywnie (20aktywnych konstytutywnie (20--30%)30%)
-- Mutacje w białkach aktywujących Ras, Mutacje w białkach aktywujących Ras, powodujące ich ciągłą aktywacjępowodujące ich ciągłą aktywację
-- Mutacje w genach Mutacje w genach onkosupresorowychonkosupresorowych,,osłabiające hamowanie aktywności Rasosłabiające hamowanie aktywności Ras
VEGF
komórki raka jajnikakomórki raka jajnika
przed infekcją
po infekcji
Wirusy używane w terapii wirusowej nowotworówWirusy używane w terapii wirusowej nowotworów
Naturalne wirusy Naturalne wirusy onkolityczneonkolityczne::
-- ReowirusyReowirusy -- namnażająnamnażają się wyłącznie w komórkach się wyłącznie w komórkach o nadmiernie wysokiej aktywności białek Raso nadmiernie wysokiej aktywności białek Ras
Terapia wirusami Terapia wirusami onkolitycznymionkolitycznymi
rozpoczyna się replikacjagenomu i synteza białek wirusowych
wirusy wnikają dokomórek
nowotworowych
powstają nowe wiriony, synteza białek komórkowych
jest zablokowana
komórka ginie, uwalniane są nowe wirusy, które moga infekować
kolejne komórki nowotworowe
Wirusy używane w terapii wirusowej nowotworówWirusy używane w terapii wirusowej nowotworów
Wirusy zmodyfikowane Wirusy zmodyfikowane tak, by niszczyły przede wszystkim komórki nowotworowe, a nie tak, by niszczyły przede wszystkim komórki nowotworowe, a nie były groźne dla komórek zdrowychbyły groźne dla komórek zdrowych
Wirusy zmodyfikowaneWirusy zmodyfikowane tak, by dostarczać tak, by dostarczać do komórek nowotworowychdo komórek nowotworowych "zabójcze" geny"zabójcze" geny
Wirusy zmodyfikowaneWirusy zmodyfikowane tak by dostarczać geny tak by dostarczać geny do komórek układu odpornościowegodo komórek układu odpornościowego i i czynić z nich skuteczniejszych zabójców komórek nowotworowych.czynić z nich skuteczniejszych zabójców komórek nowotworowych.
genom wirusagenom wirusa
genom zmodyfikowanego wirusagenom zmodyfikowanego wirusa
AdenowirusyAdenowirusy wywołują wywołują przewziębieniaprzewziębienia, zapalenia spojówek i biegunki., zapalenia spojówek i biegunki.
Potrafią zakazić prawie wszystkie typy komórek.Potrafią zakazić prawie wszystkie typy komórek.
Ich genom zbudowany jest z podwójnej nici DNA. Ich genom zbudowany jest z podwójnej nici DNA. Jednym z genów jest E1A.Jednym z genów jest E1A.
Białko E1A jest niezbędne do ekspresji pozostałych Białko E1A jest niezbędne do ekspresji pozostałych genów wirusowych. genów wirusowych.
Jest to niezbędne dla skutecznego Jest to niezbędne dla skutecznego namnażanianamnażania się wirusa.się wirusa.
AdenowirusyAdenowirusy
wirus z genem E1Aregulowanymi przez promotor
aktywny w nowotworach
komórki normalne
komórki nowotworowe
promotor nieaktywny
promotor aktywny
komórki żyją
komórki giną
AdenowirusyAdenowirusy wywołują wywołują przewziębieniaprzewziębienia, zapalenia spojówek i biegunki., zapalenia spojówek i biegunki.
Potrafią zakazić prawie wszystkie typy komórek.Potrafią zakazić prawie wszystkie typy komórek.
Ich genom zbudowany jest z podwójnej nici DNA. Ich genom zbudowany jest z podwójnej nici DNA. Jednym z genów jest E1B.Jednym z genów jest E1B.
Białko E1BBiałko E1B--55 blokuje działanie białka p53. 55 blokuje działanie białka p53.
AdenowirusyAdenowirusy
Białko p53 Białko p53 -- kontroler jakościkontroler jakości
Białko p53 jest często nieaktywne w komórkach nowotworowych
Zmodyfikowany Zmodyfikowany adenowirusadenowirus: ONYX: ONYX--015015
AdenowirusyAdenowirusy bez genu E1B nie mogą bez genu E1B nie mogą namnażaćnamnażać się w komórkach z aktywnym białkiem p53 (czyli się w komórkach z aktywnym białkiem p53 (czyli zdrowych), a jedynie w komórkach z nieczynnym białkiem p53 (czylzdrowych), a jedynie w komórkach z nieczynnym białkiem p53 (czyli nowotworowych).i nowotworowych).
Dzięki temu mogą selektywnie niszczyć komórki nowotworowe.Dzięki temu mogą selektywnie niszczyć komórki nowotworowe.
P53+
P53-
komórki normalne
komórki nowotworowe
wirus bezgenu E1B
wirusy nie namnażają się
wirusy namnażają się
komórki żyją
komórki giną a wirusy zakażają kolejne
Madara et al. Mol Cancer 2005.
Komórki raka prostaty hodowane Komórki raka prostaty hodowane inin vitrovitro i i zakażane zakażane adenowirusemadenowirusem pozbawionym genu E1bpozbawionym genu E1b
komórki p53+
komórki p53-
dzień po infekcji
Frak
cja
pacj
entó
w b
ez p
ostę
pu c
horo
byFr
akcj
a pa
cjen
tów
bez
pos
tępu
cho
roby
Efekty leczenia pacjentów chorych na nowotwory głowy i szyi Efekty leczenia pacjentów chorych na nowotwory głowy i szyi wirusem ONYXwirusem ONYX--015015
chorzy leczeni chemioterapią i wirusem
chorzy leczeni chemioterapią
Wektory wirusowe w terapii genowej nowotworówWektory wirusowe w terapii genowej nowotworów
wektory wnikają do komórek
nowotworowych
produkty wprowadzonych genów zmieniają metabolizm komórki
komórka nowotworowa
ginie
transgen ulega ekspresji
Procedura:Procedura:Do komórek wprowadza się gen Do komórek wprowadza się gen kinazykinazy tymidynowejtymidynowej. Następnie podaje się . Następnie podaje się gancyklowirgancyklowir. . KinazaKinazatymidynowatymidynowa przekształca przekształca gancyklowirgancyklowir w silną truciznę, co prowadzi do śmierci komórki.w silną truciznę, co prowadzi do śmierci komórki.
KinazaKinaza tymidynowatymidynowa –– enzym pochodzący z wirusa opryszczki enzym pochodzący z wirusa opryszczki katalizujący katalizujący fosforylacjęfosforylację gancyklowirugancyklowiru. Powstający . Powstający trifosforantrifosforangancyklowirugancyklowiru jest silnym inhibitorem jest silnym inhibitorem polimerazypolimerazy DNA DNA prowadzącym do śmierci komórek.prowadzącym do śmierci komórek.
GancyklowirGancyklowir –– analog analog guanozynyguanozyny stosowany w zakażeniach stosowany w zakażeniach cytomegalowirusemcytomegalowirusem (CMV)(CMV)
Samobójcza terapia genowaSamobójcza terapia genowa gancyklowir
GlejakiGlejaki –– nowotwory mózgunowotwory mózgu
•• GlioblastomaGlioblastoma multiformemultiforme ((glejakglejak wielopostaciowy) wielopostaciowy) jest agresywnym i nieuleczalnym nowotworem mózgu, jest agresywnym i nieuleczalnym nowotworem mózgu, rozwijającym się z komórek glejowychrozwijającym się z komórek glejowych
•• Średni czas przeżycia pacjenta po zdiagnozowaniu to Średni czas przeżycia pacjenta po zdiagnozowaniu to około sześć miesięcy, nawet po zastosowaniu leczenia około sześć miesięcy, nawet po zastosowaniu leczenia chirurgicznego, radioterapii i chemioterapii.chirurgicznego, radioterapii i chemioterapii.
•• Nowotwór ten nie tworzy przerzutów, ale prowadzi do Nowotwór ten nie tworzy przerzutów, ale prowadzi do śmierci na skutek zwiększania swojej objętości i śmierci na skutek zwiększania swojej objętości i zwiększonego nacisku na mózgzwiększonego nacisku na mózg
•• Rozwija się głównie u osób dorosłych (średnia wieku Rozwija się głównie u osób dorosłych (średnia wieku 45 lat)45 lat)
Samobójcza terapia genowa w leczeniu Samobójcza terapia genowa w leczeniu glejakówglejakówEtapy terapii:Etapy terapii:
1.1. Większość guza usuwana jest chirurgicznie.Większość guza usuwana jest chirurgicznie.
2.2.W miejsce z którego usunięto guz podaje się wektor wirusowy z W miejsce z którego usunięto guz podaje się wektor wirusowy z genem kodującym genem kodującym kinazękinazę tymidynowątymidynową
3.3. Wektor wprowadza do komórek nowotworowych gen Wektor wprowadza do komórek nowotworowych gen kinazykinazytymidynowejtymidynowej
4.4. Pacjent otrzymuje przez kilka dni Pacjent otrzymuje przez kilka dni gancyklowirgancyklowir, który w , który w komórkach z komórkach z kinaząkinazą tymidynowątymidynową przekształcany jest w przekształcany jest w toksynę zabijającą je.toksynę zabijającą je.
Zwierzęta nieleczone
Zwierzęta leczone
Samobójcza terapia genowa w leczeniu Samobójcza terapia genowa w leczeniu glejakówglejaków
Przed
Po
RetrowirusyRetrowirusy
Wirusy o sferycznych Wirusy o sferycznych wirionachwirionach, o , o genomiegenomie złożonym złożonym z dwóch identycznych cząsteczek z dwóch identycznych cząsteczek jednoniciowegojednoniciowego RNARNA..
•• Wektory Wektory retrowirusoweretrowirusowe efektywnie wprowadzajefektywnie wprowadzająą transgentransgendo komdo komóórek rek -- transgentransgen wbudowuje siwbudowuje sięę do do genomugenomu i ulega di ulega dłługotrwaugotrwałłej ekspresjiej ekspresji
LTRLTR ((longlong terminal terminal repeatsrepeats) ) –– konieczne do integracji z konieczne do integracji z genomemgenomemPPolol –– odwrotna odwrotna transkryptazatranskryptazaΨΨ -- sekwencja pakujsekwencja pakująącacaEnvEnv –– biabiałłka ka otoczkiotoczkiGagGag –– biabiałłka rdzeniaka rdzenia
MLV – mysi wirus białaczki
Pardoll and Drew, PNAS 2002.
czerniakczerniak TcTc
TcTc
TcTc
TcTc
TcTc
TcTc
Tc Tc -- rozpoznał rozpoznał wrogawroga
-- Limfocyty TcLimfocyty Tc jednego z pacjentów okazały się wyjątkowo skutecznymi zabójcamijednego z pacjentów okazały się wyjątkowo skutecznymi zabójcamikomórek czerniaka.komórek czerniaka.
-- Ich Ich receptory receptory wyjątkowo dobrze rozpoznawały białka wyjątkowo dobrze rozpoznawały białka MARTMART--11 na komórkach na komórkach czerniakaczerniaka DudleyDudley et al. et al. ScienceScience 20022002
kilka lat temu....kilka lat temu....
Od pacjentów pobrano limfocyty naciekające guzOd pacjentów pobrano limfocyty naciekające guz
U niektórych pacjentów udało się uzyskać U niektórych pacjentów udało się uzyskać prawie całkowite ustąpienie objawów chorobyprawie całkowite ustąpienie objawów choroby
Namnożone limfocyty podano tym samym pacjentomNamnożone limfocyty podano tym samym pacjentom
Wyselekcjonowano limfocyty niszcząceWyselekcjonowano limfocyty niszczącekomórki nowotworowe i namnożono je komórki nowotworowe i namnożono je inin vitrovitro
1. Receptor zbudowany jest z dwóch łańcuchów (1. Receptor zbudowany jest z dwóch łańcuchów (αα i i ββ), kodowanych ), kodowanych przez odrębne geny przez odrębne geny –– sklonowanosklonowano oba geny oba geny z limfocytów wyleczonego z limfocytów wyleczonego pacjentapacjenta
2. Wprowadzono geny do 2. Wprowadzono geny do genomugenomu wektora wektora retrowirusowegoretrowirusowego
+
genom wektora genom wektora retrowirusowegoretrowirusowego TcRTcR anty MARTanty MART--11
następnie....następnie....
α
β
plazmalemma
TcRα TcRβ
TcRα TcRβ+
wektor wektor retrowirusowyretrowirusowy TcRTcR anty MARTanty MART--11
TT
TT
Schemat terapii genem Schemat terapii genem TcRTcR antyMARTantyMART--1 1 wprowadzanym przy pomocy wektora wprowadzanym przy pomocy wektora retrowirusowegoretrowirusowego
...2 pacjentów nie ma objawów choroby...2 pacjentów nie ma objawów choroby
dzisiaj (21 miesięcy po terapii)...dzisiaj (21 miesięcy po terapii)...
Przerzut czerniaka w wątrobiePrzerzut czerniaka w wątrobie
przed leczeniem 1 miesiąc po leczeniu 10 miesięcy po leczeniu
www.wiley.co.uk.genmedwww.wiley.co.uk.genmed
Wirusy używane w terapii wirusowej nowotworówWirusy używane w terapii wirusowej nowotworów
immunoterapia
onkoliza
wprowadzanie różnych genówhamowanie onkogenów
wprowadzanie antyonkogenów
terapia samobójcza
zwiększanie wrażliwości na chemioterapię