Onkolytické viry – nová naděje? První experimentální zkušenosti

Zhoubné nádory představují v rozvinutých zemích druhou nejčastější příčinu úmrtí dospělých i dětí. Je to podmíněno jejich vysokou a stále rostoucí incidencí a poměrně malou úspěšností léčby řady nádorů. V současné době máme k dispozici tři základní léčebné modality – léčbu chirurgickou, radioterapii a chemoterapii. Operace a radioterapie jsou limitovány hlavně rozsahem nádoru, formou růstu a radioterapie též stupněm radiosenzitivity. Chemoterapie je omezena převážně rezistencí kcytostatikům. Úspěšnost těchto léčebných postupů se stále zvyšuje, ale zdá se, že se již nepodaří ji zlepšit zásadním způsobem. Proto se hledají zcela nové léčebné metody, které by mohly vyléčit i nádory dosud nevyléčitelné. V současnosti probíhají preklinické experimenty i klinické studie s léčebnými monoklonálními protilátkami, s antiangiogenní terapií, s induktory apoptózy, s genovou terapií a také s viry selektivně napadajícími nádorové buňky – onkolytickými viry (dále OV) (Wildner, 2003).
Jsou to viry zpravidla modifikované metodami genového inženýrství, které se intenzivně replikují v nádorových buň kách a lyzují je. V buň kách zdravých tkání se tyto viry nemnoží. Selektivitu viru pro nádorové buňky lze docílit omezením exprese aparátem hostitelské buňky jen na nádorové buňky nebo odstraněním či zablokováním genů nezbytných k replikaci viru v normálních buňkách. Byly však popsány i OV, které mají specifický onkolytický účinek bez genové modifikace. Infekce těmito přirozenými viry jsou zpravidla asymptomatické nebo působí onemocnění s velmi mírným průběhem. Jako příklad může posloužit reovirus. Je to virus obsahující dvouvláknovou RNA, který normálně infikuje trávicí a dýchací trakt, většinou bez příznaků onemocnění. Může však infikovat a ničit nádorové buňky s mutovaným nebo aktivovaným genem z rodiny ras (Smith a Chiopcca,2000).
Ideální charakteristiky OV vzhledem k bezpečnosti i účinnosti jsou následující: 1/ není mutagenní, teratogenní ani kancerogenní; 2/ možnost antivirové léčby; 3/ genetická stabilita; 4/ přítomnost v lidské populaci; 5/ replikuje se v nádorových, ale ne v normálních buň kách; 6/ onemocnění způsobené „divokou“ formou není závažné; 7/ dostatečné znalosti o jeho genech a proteinech; 8/ krátký lytický cyklus; 9/ účinně se šíří v nádoru; 10/ není proti němu přítomná imunita v lidské populaci; 11/ infikuje řadu maligních tkání; 12/ „uniká“ imunitě; 13/ fyzikální stabilita; 14/účinná cytotoxicita (Wildner, 2003). Mechanizmus protinádorového účinku onkolytických virů nezahrnuje pouze přímou lýzi napadené nádorové buňky při uvolnění viru. Pravděpodobně se uplatň uje i stimulace protinádorové imunity uvolněním antigenů z rozpadlých nádorových buněk a zvýšením imunogenicity nádorových buněk virovými proteiny a předpokládá se i efekt virem lokálně indukovaných cytokinů /interferony, α, β a γ , TNF-α a různé interleukiny/ (Mullen a Tanabe, 2002). Pro podíl protinádorové imunity na účinku terapeutických virů svědčí experiment, kdy byly myším transplantovány dva shodné nádory a virus byl injikován pouze do jednoho z nich. Přesto se zmenšil i nádor do kterého virus podán nebyl a ve kterém nebyl ani prokázán (Toda et al., 1999).
Předpokládá se i zvýšení účinku radioterapie a zvláště chemoterapie vyvolané poškozením nádorových buněk virem. Při pokusech na myších byl prokázán aditivní účinek vinkristinu a viru G207 (Cinatl et al, 2003). Klinická studie u spinocelulárních karcinomů ORL oblasti navržená na základě pokusů na zvířeti (Heise et al, 1997) prokázala potenciaci účinku chemoterapie (cisplatina a 5-fluorouracil) onkolytickým virem ONYX-105 (Khuri et al, 2000). Efekt kombinace záření a OV není jednoznačný. V experimentech byla popsána jak potenciace tak i inhibice protinádorového efektu (Smith a Chiocca, 2000). Rozdíly efektu byly patrně podmíněny použitým virem, testovaným nádorem a časovým uspořádáním experimentů. Minimum informací je však o kombinaci imunoterapie a OV i když lze předpokládat, že stimulace imunity zvýší účinek OV.
OV jsou aplikovány nejčastěji lokálně (do nádoru nebo jeho nejbližšího okolí), byly ale provedeny úspěšné pokusy i s intravenózní aplikací.Při experimentálním nitrožilním podání virus G207 výrazně zpomaloval růst transplantovaného nádoru (Walker et al.,1999). Rovněž v některých klinických studiích jsou OV aplikovány systémově (Chiocca, 2002; Reis a Korn,2002; Walker et al, 1999). U experimentálního meduloblastomu s metastatickým postižením mening byl s úspěchem podán reovirus intrathekálně (Yang et al, 2003). Lokální podání vyžaduje podstatně nižší dávku než aplikace i.v. Zdá se, že distribuce viru v organizmu a vznik protilátek proti OV jsou nejkritičtějšími faktory virové terapie při systémovém podání (Ikeda et al., 1999, Demers et al, 2003). V současné době probíhá řada experimentů in vitro i in vivo, jejichž cílem je ověřit stabilitu virů, potvrdit bezpečnost a účinnost těchto léčebných postupů a nalézt účinné kombinace s jinými léčebnými postupy. Současně probíhají klinické studie. Byly zveřejněny výsledky více než deseti studií a řada dalších dosud probíhá a nebo se připravuje. Nežádoucí účinky jsou podle výsledků studií únosné, nejčastěji teploty, které nelimitují léčebné použití. Ověřila se bezpečnost při podání do žíly, do tepny zásobující nádorem postiženou oblast, do břišní dutiny, do centrálního nerového systému a do nádoru nebo jeho bezprostředního okolí.
S G207 jsme získali první zkušenosti: 1/ daří se jeho pomnožení na Vero buň kách v mediu bez sera (prevence přenosu mycoplasmat a prionů); 2/ prokázán efekt na buňky neuroblastomu in vitro. V současnosti připravujeme první experimenty s reovirem serotyp 3 kmen Dearing.
Cílem našich studií je přispět k rozšíření znalostí o mechanizmech účinků OV a možnostech jejich kombinace s jinými léčebnými modalitami. Hlavní význam však spatřujeme v tom, že experimentální studie nám umožní získat zkušenosti s prací s OV, abychom byli připraveni na eventuální klinické studie.

Literatura

1. Cinatl J. jr., Cinatl J, Michaelis M et al (2003): Potent oncolytic activity of multimutated herpes simplex virus G207 in combination with vincristine against human rhabdomyosarcoma. Cancer Res., 63: 1508-1514
2. Heise C, Sampson-Johannes A, Williams A et al. (1997): ONYX-015, an E1B gene-attenuated adenovirus, causes tumor-specific cytolysis and antitumoral efficacy that can augmnented by standard chemotherapeutic agents. Nat.Med., 3:639-645
3. Khuri FR, Nemumatis J, Ganly I et al (2000): A controled trial of intratumoral ONYX-015, a selectively replicating adenovirus, in combination with cisplatin and 5-fluorouracil in patients with recurent head and neck cancer. Nat. Med., 6:879-885
4. Mullen JT a Tanabe KK (2002): Viral Oncolysis. The Oncologist, 7:106-119
5. Smith ER a Chiocca EA (2000): Oncolytic viruses as novel anticancer agents: turning one scourage against another. Exp. Opin.Invest Drugs., 9: 311-327
6. Toda M, Rabkin SD, Kojima H et al (1999): Herpes simplex virus as an in situ cancer vaccine for the induction of specific anti-tumor immunity. Hum Gene Ther., 10:385-393
7. Walker JR, McGeagh KG, Sundersman P et al. (1999): Local and systemic therapy of human prostate adenocarcinoma with the conditionally replicating herpes simplex virus vector G207. Hum Gen Ther., 10: 2237-2243
8. Wildner O (2003): Comparison of replication-selective, oncolytic viruses for the treatment of human cancers. Curr Opin Mol Ther., 5: 351-361

Práce vznikla za finanční podpory MŠMT VZ 11130005.