Онколитическая виротерапия в лечении глиобластомы: достижения и проблемы клинических исследований (обзор литературы)

Автор: Кит Олег Иванович, Игнатов Сергей Николаевич, Златник Елена Юрьевна, Солдаткина Наталья Васильевна, Росторгуев Эдуард Евгеньевич, Сагакянц Александр Борисович, Бондаренко Елена Сергеевна, Ситковская Анастасия Олеговна

Журнал: Сибирский онкологический журнал @siboncoj

Рубрика: Обзоры

Статья в выпуске: 6 т.19, 2020 года.

Бесплатный доступ

Глиальные опухоли составляют около 60 % от всех первичных опухолей головного мозга, при этом 70 % из них имеют морфологические признаки высокой степени злокачественности (High grade gliomas iii, iVWHO 2016) [1, 2]. Значительный технический до- и интраоперационный прогресс, развитие методов лучевой и химиотерапии не изменили общую медиану выживаемости, которая составляет менее 20 мес [3], а при рецидиве - менее 12 мес [4]. По современным представлениям химио- и радиорезистентность обусловлены наличием опухолевых стволовых клеток [5, 6]. Неудовлетворительные результаты лечения обусловливают необходимость разработки и внедрения новых подходов в терапии глиом высокой степени злокачественности. В последние годы все большее внимание уделяется разработке иммунотерапевтических подходов к лечению, в том числе и разработке онколитической виротерапии. С помощью методов генной инженерии разрабатывается таргетная тропность к опухолевым клеткам, различные виральные векторы. Изучается синергизм вирусов и адъювантной терапии. Несмотря на перспективность данного направления и всестороннюю экспериментальную проработку механизмов онколизиса [1], анализ отечественной и зарубежной литературы показал, что лишь единичные сообщения о клинических исследованиях i-ii фазы. В представленном обзоре рассмотрены наиболее успешные применения онколитических вирусов в отношении глиобластомы в моделях на животных и их трансляции в клинических условиях у пациентов.

Еще

Онколитическая виротерапия, глиобластома, глиома высокой степени злокачественности

Короткий адрес: https://sciup.org/140254390

IDR: 140254390 | DOI: 10.21294/1814-4861-2020-19-6-133-140

Список литературы Онколитическая виротерапия в лечении глиобластомы: достижения и проблемы клинических исследований (обзор литературы)

Баклаушев В.П., Горяйнов С.А., Павлова Г.В., Потапов А.А., Чехонин В.П. Онколитические вирусы в лечении низкодифференциро-ванных глиом. Клиническая практика. 2015; 2: 46-59. [Baklaushev V.P., Gorjajnov S.A., Pavlova G.V., Potapov A.A., Chehonin V.P. Oncolytic viruses in high-grade gliomas treatment. Clinical Practice. 2015; 2: 46-59. (in Russian)].
Foreman P.M., Friedman G.K., Cassady K.A., Markert J.M. Oncolytic Virotherapy for the Treatment of Malignant Glioma. Neurotherapeu-tics. 2017 Apr; 14(2): 333-344. doi: 10.1007/s13311-017-0516-0.
Gilbert M.R., Dignam J.J., Armstrong T.S., Wefel J.S., Blumenthal D.T., VogelbaumM.A., ColmanH., ChakravartiA., Pugh S., WonM., Jeraj R., Brown P.D., Jaeckle K.A., SchiffD., Stieber V.W., Brachman D.G., Werner-WasikM., Tremont-Lukats I.W., Sulman E.P., Aldape K.D., Curran W.J. Jr., Mehta M.P. A randomized trial of bevacizumab for newly diagnosed glioblastoma. N Engl J Med. 2014; 370(8): 699-708. doi: 10.1056/NEJMoa1308573.
Taal W., Oosterkamp H.M., WalenkampA.M., DubbinkH.J., Beer-epoot L.V., Hanse M.C., Buter J., Honkoop A.H., Boerman D., de Vos F.Y., Dinjens W.N., Enting R.H., Taphoorn M.J., van den Berkmortel F.W., Jansen R.L., Brandsma D., Bromberg J.E., van Heuvel I., VernhoutR.M., van der Holt B., van den BentM.J. Single-agent bevacizumab or lomus-tine versus a combination of bevacizumab plus lomustine in patients with recurrent glioblastoma (BELOB trial): a randomised controlled phase 2 trial. Lancet Oncol. 2014 Aug; 15(9): 943-53. doi: 10.1016/S1470-2045(14)70314-6.
Batlle E., Clevers H. Cancer stem cells revisited. Nat Med. 2017 Oct 6; 23(10): 11241134. doi: 10.1038/nm.4409.
Bischof J., Westhoff M.A., Wagner J.E., Halatsch M.E., Trentmann S., Knippschild U., Wirtz C.R., Burster T. Cancer stem cells: The potential role of autophagy, proteolysis, and cathepsins in glioblastoma stem cells. Tumour Biol. 2017 Mar; 39(3): 1010428317692227. doi: 10.1177/1010428317692227.
Каприн А.Д., Старинский В.В., Петрова Г.В. Злокачественные новообразования в России в 2017 году (заболеваемость и смертность). М., 2018. 250 с. [Kaprin A.D., Starinskij V.V., Petrova G.V. Malignant neoplasms in Russia in 2017 (morbidity and mortality). Moscow, 2018. 250 p. (in Russian)].
Hulou M.M., Cho C.F., Chiocca E.A., Bjerkvig R. Experimental therapies: gene therapies and oncolytic viruses. Handb Clin Neurol. 2016; 134: 183-97. doi: 10.1016/B978-0-12-802997-8.00011-6.
Bao S., Wu Q., McLendon R.E., Hao Y., Shi Q., HjelmelandA.B., DewhirstM.W., Bigner D.D., Rich J.N. Glioma stem cells promote radioresistance by preferential activation of the DNA damage response. Nature. 2006 Dec 7; 444(7120): 756-60. doi: 10.1038/nature05236.
Singh S.K., Hawkins C., Clarke I.D., Squire J.A., Bayani J., Hide T., Henkelman R.M., Cusimano M.D., Dirks P.B. Identification of human brain tumour initiating cells. Nature. 2004 Nov 18; 432(7015): 396-401. doi: 10.1038/nature03128.
Kaufmann J.K., Chiocca E.A. Glioma virus therapies between bench and bedside. Neuro Oncol. 2014 Mar; 16(3): 334-51. doi: 10.1093/ neuonc/not310.
Martuza R.L., MalickA., Markert J.M., Ruffner K.L., CoenD.M. Experimental therapy of human glioma by means of a genetically engineered virus mutant. Science. 1991 May 10; 252(5007): 854-6. doi: 10.1126/science.1851332.
Wollmann G., TattersallP., van denPolA.N. Targeting human glioblastoma cells: comparison of nine viruses with oncolytic potential. J Virol. 2005 May; 79(10): 6005-22. doi: 10.1128/JVI.79.10.6005-6022.2005.
Freeman A.I., Zakay-Rones Z., Gomori JM., LinetskyE., Rasooly L., GreenbaumE., Rozenman-Yair S., Panet A., LibsonE., Irving C.S., GalunE., Siegal T. Phase I/II trial of intravenous NDV-HUJ oncolytic virus in recurrent glioblastoma multiforme. Mol Ther. 2006; 13(1): 221-8. doi: 10.1016/j.ymthe.2005.08.016.
Manservigi R., Argnani R., Marconi P. HSV Recombinant Vectors for Gene Therapy. Open Virol J. 2010; 4: 123-56. doi: 10.2174/1874357901004030123.
McCubrey J.A., Steelman L.S., Chappell W.H., Abrams S.L., Montalto G., Cervello M., Nicoletti F., Fagone P., Malaponte G., Mazzari-no M.C., Candido S., Libra M., Bäsecke J., Mijatovic S., Maksimovic-Ivanic D., Milella M., Tafuri A., Cocco L., Evangelisti C., Chiarini F., Martelli AM. Mutations and deregulation of Ras/Raf/MEK/ERK and PI3K/ PTEN/Akt/mTOR cascades which alter therapy response. Oncotarget. 2012 Sep; 3(9): 954-87. doi: 10.18632/oncotarget.652.
Parsons D.W., Jones S., ZhangX., Lin J.C., Leary R.J., Angenendt P., Mankoo P., Carter H., Siu I.M., Gallia G.L., Olivi A., McLendon R., RasheedB.A., Keir S., Nikolskaya T., Nikolsky Y., Busam D.A., Tekleab H., DiazLA.Jr., HartiganJ., SmithD.R., StrausbergR.L., MarieS.K., ShinjoS.M., Yan H., Riggins G.J., Bigner D.D., Karchin R., Papadopoulos N., Par-migiani G., Vogelstein B., Velculescu V.E., Kinzler K.W. An integrated genomic analysis of human glioblastoma multiforme. Science. 2008 Sep 26; 321(5897): 1807-12. doi: 10.1126/science.1164382.
GalliaG.L., Tyler B.M., Hann C.L., SiuI.M., Giranda V.L., VescoviA.L., Brem H., Riggins G.J. Inhibition of Akt inhibits growth of glioblastoma and glioblastoma stem-like cells. Mol Cancer Ther. 2009 Feb; 8(2): 386-93. doi: 10.1158/1535-7163.MCT-08-0680.
Kanai R., Wakimoto H., Martuza R.L., Rabkin S.D. A novel oncolytic herpes simplex virus that synergizes with phosphoinositide 3-kinase/ Akt pathway inhibitors to target glioblastoma stem cells. Clin Cancer Res. 2011 Jun 1; 17(11): 3686-96. doi: 10.1158/1078-0432.CCR-10-3142.
Whisenhunt T.R. Jr., Rajneesh K.F., Hackney J.R., Markert J.M. Extended disease-free interval of 6 years in a recurrent glioblastoma multiforme patient treated with G207 oncolytic viral therapy. Oncolytic Virother. 2015 Jan 30; 4: 33-8. doi: 10.2147/OV.S62461.
Parker J.N., Bauer D.F., Cody J.J., Markert J.M. Oncolytic viral therapy of malignant glioma. Neurotherapeutics. 2009; 6(3): 558-69. doi: 10.1016/j.nurt.2009.04.011.
FriedmanG.K.,Pressey J.G.,Reddy A.T.,Markert J.M., GillespieG.Y. Herpes simplex virus oncolytic therapy for pediatric malignancies. Mol Ther. 2009 Jul; 17(7): 1125-35. doi: 10.1038/mt.2009.73.
LuX. Impact of IL-12 in Cancer. Curr Cancer Drug Targets. 2017; 17(8): 682-697. doi: 10.2174/1568009617666170427102729.
Chiu T.L., Wang M.J., Su C.C. The treatment of glioblastoma multiforme through activation of microglia and TRAIL induced by rAAV2-mediated IL-12 in a syngeneic rat model. J Biomed Sci. 2012; 19(1): 45. doi: 10.1186/1423-0127-19-45.
Patel D.M., Foreman P.M., Nabors L.B., Riley K.O., Gillespie G. Y., Markert J.M. Design of a Phase I Clinical Trial to Evaluate M032, a Genetically Engineered HSV-1 Expressing IL-12, in Patients with Recurrent/Progressive Glioblastoma Multiforme, Anaplastic Astrocytoma, or Gliosarcoma. Hum Gene Ther Clin Dev. 2016 Jun; 27(2): 69-78. doi: 10.1089/humc.2016.031.
Shirakawa T. The current status of adenovirus-based cancer gene therapy. Mol Cells. 2008 Jun 30; 25(4): 462-6.
Geoerger B., Vassal G., Opolon P., Dirven C.M., Morizet J., Laudani L., Grill J., Giaccone G., Vandertop W.P., Gerritsen W.R., van Beusechem V.W. Oncolytic activity of p53-expressing conditionally replicative adenovirus AdDelta24-p53 against human malignant glioma. Cancer Res. 2004 Aug 15; 64(16): 5753-9. doi: 10.1158/0008-5472. CAN-04-0499.
LunX., Yang W., Alain T., Shi Z.Q., MuzikH., Barrett J.W., Mc-Fadden G., Bell J., Hamilton M.G., Senger D.L., Forsyth P.A. Myxoma virus is a novel oncolytic virus with significant antitumor activity against experimental human gliomas. Cancer Res. 2005; 65(21): 9982-90. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-05-1201.
LunX., Alain T., ZempF.J., ZhouH., RahmanM.M., HamiltonM.G., McFadden G., Bell J., Senger D.L., Forsyth P.A. Myxoma virus virotherapy for glioma in immunocompetent animal models: optimizing administration routes and synergy with rapamycin. Cancer Res. 2010 Jan 15; 70(2): 598-608. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-09-1510.
Lun X.Q., Zhou H., Alain T., Sun B., Wang L., Barrett J.W., Stanford M.M., McFadden G., Bell J., Senger D.L., Forsyth P.A. Targeting human medulloblastoma: oncolytic virotherapy with myxoma virus is enhanced by rapamycin. Cancer Res. 2007 Sep 15; 67(18): 8818-27. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-07-1214.
Zemp F.J., Lun X., McKenzie B.A., Zhou H., Maxwell L., Sun B., Kelly J.J., Stechishin O., Luchman A., Weiss S., Cairncross J.G., HamiltonM.G., RabinovichB.A., RahmanM.M., MohamedM.R., Small-wood S., Senger D.L., Bell J., McFadden G., Forsyth P.A. Treating brain tumor-initiating cells using a combination of myxoma virus and rapamycin. Neuro Oncol. 2013 Jul; 15(7): 904-20. doi: 10.1093/neuonc/not035.
NaamanH., Rabinski T., Yizhak A., Mizrahi S., Avni Y.S., TaubeR., RagerB., Weinstein Y., Rall G., Gopas J., OfirR. Measles Virus Persistent Infection of Human Induced Pluripotent Stem Cells. Cell Reprogram. 2018; 20(1): 17-26. doi: 10.1089/cell.2017.0034.
Yanagi Y., Takeda M., Ohno S., Hashiguchi T. Measles virus receptors. Curr Microbiol Immunol. 2009; 329: 13-30. doi: 10.1007/978-3-540-70523-9_2.
Ulasov I.V., Tyler M.A., Zheng S., Han Y., Lesniak M.S. CD46 represents a target for adenoviral gene therapy of malignant glioma. Hum Gene Ther. 2006 May; 17(5): 556-64. doi: 10.1089/hum.2006.17.556.
PengK.W., TenEyckC.J., GalanisE., KalliK.R., HartmannL.C., Russell S.J. Intraperitoneal therapy of ovarian cancer using an engineered measles virus. Cancer Res. 2002 Aug 15; 62(16): 4656-62.
Peng K.W., Facteau S., Wegman T., O'Kane D., Russell S.J. Non-invasive in vivo monitoring of trackable viruses expressing soluble marker peptides. Nat Med. 2002 May; 8(5): 527-31. doi: 10.1038/nm0502-527.
Giannini C., Sarkaria J.N., Saito A., Uhm J.H., Galanis E., Carlson B.L., SchroederM.A., James C.D. Patient tumor EGFR and PDGFRA gene amplifications retained in an invasive intracranial xenograft model of glioblastoma multiforme. Neuro Oncol. 2005; 7(2): 164-76. doi: 10.1215/ S1152851704000821.
MyersR., Harvey M., Kaufmann T.J., Greiner S.M., Krempski J.W., Raffel C., Shelton S.E., SoeffkerD., ZollmanP., FederspielM.J., BlancoM., Galanis E. Toxicology study of repeat intracerebral administration of a measles virus derivative producing carcinoembryonic antigen in rhesus macaques in support of a phase I/II clinical trial for patients with recurrent gliomas. Hum Gene Ther. 2008 Jul; 19(7): 690-8. doi: 10.1089/ hum.2008.035.
Allen C., Paraskevakou G., Liu C., IankovI.D., MsaouelP., Zollman P., Myers R., Peng K.W., Russell S.J., Galanis E. Oncolytic measles virus strains in the treatment of gliomas. Expert Opin Biol Ther. 2008 Feb; 8(2): 213-20. doi: 10.1517/14712598.8.2.213.
Singh S.K., Clarke I.D., Hide T., Dirks P.B. Cancer stem cells in nervous system tumors. Oncogene. 2004; 23(43): 7267-73. doi: 10.1038/ sj.onc.1207946.
ZeppernickF., Ahmadi R., Campos B., Dictus C., Helmke B.M., Becker N., Lichter P., Unterberg A., Radlwimmer B., Herold-Mende C.C. Stem cell marker CD133 affects clinical outcome in glioma patients. Clin Cancer Res. 2008 Jan 1; 14(1): 123-9. doi: 10.1158/1078-0432. CCR-07-0932.
BachP., Abel T, Hoffmann C, GalZ, Braun G, VoelkerI, Ball C.R., Johnston I.C., Lauer U.M., Herold-Mende C., MühlebachM.D., Glimm H., Buchholz C.J. Specific elimination of CD133+ tumor cells with targeted oncolytic measles virus. Cancer Res. 2013 Jan 15; 73(2): 865-74. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-12-2221.
Chinot O.L., Wick W., Mason W., Henriksson R., Saran F., Nishikawa R., Carpentier A.F., Hoang-Xuan K., Kavan P., Cernea D., Brandes A.A., Hilton M., Abrey L., Cloughesy T. Bevacizumab plus radiotherapy-temozolomide for newly diagnosed glioblastoma. N Engl J Med. 2014 Feb 20; 370(8): 709-22. doi: 10.1056/NEJMoa1308345.
Desjardins A., Gromeier M., Herndon J.E. 2nd, Beaubier N., BolognesiD.P., FriedmanA.H., FriedmanH.S., McSherryF., Muscat A.M., Nair S., Peters K.B., Randazzo D., Sampson J.H., Vlahovic G., Harrison W.T., McLendon R.E., Ashley D., Bigner D.D. Recurrent Glioblastoma Treated with Recombinant Poliovirus. N Engl J Med. 2018; 379(2): 150-161. doi: 10.1056/NEJMoa1716435.
Geletneky K., Hajda J., Angelova A.L., Leuchs B., Capper D., BartschA.J., Neumann J.O., Schöning T., Hüsing J., Beelte B., Kipriano-va I., Roscher M., Bhat R., von Deimling A., Brück W., Just A., Frehtman V., Löbhard S., Terletskaia-Ladwig E., Fry J., Jochims K., Daniel V, Krebs O., Dahm M., Huber B., Unterberg A., Rommelaere J. Oncolytic H-1 Parvovirus Shows Safety and Signs of Immunogenic Activity in a First Phase I/ IIa Glioblastoma Trial. Mol Ther. 2017; 25(12): 2620-34. doi: 10.1016/j. ymthe.2017.08.016.
Kuo L., Godeke G.J., Raamsman M.J., Masters P.S., Rottier P.J. Retargeting of coronavirus by substitution of the spike glycoprotein ectodomain: crossing the host cell species barrier. J Virol. 2000 Feb; 74(3): 1393-406. doi: 10.1128/jvi.74.3.1393-1406.2000.
YountB., DenisonM.R., Weiss S.R., BaricR.S. Systematic assembly of a full-length infectious cDNA of mouse hepatitis virus strain A59. J Virol. 2002 Nov; 76(21): 11065-78. doi: 10.1128/jvi.76.21.11065-11078.2002.
Verheije M.H., Lamfers M.L., Würdinger T., Grinwis G.C., Ger-ritsen W.R., van Beusechem V.W., Rottier P.J. Coronavirus genetically redirected to the epidermal growth factor receptor exhibits effective antitumor activity against a malignant glioblastoma. J Virol. 2009; 83(15): 7507-16. doi: 10.1128/JVI.00495-09.
Zhu Z, Gorman M.J., McKenzie L.D., Chai J.N., Hubert C.G., Prager B.C., FernandezE., Richner J.M., Zhang R., Shan C., Tycksen E., WangX., Shi P. Y, DiamondM.S, Rich J.N., ChhedaM.G. Correction: Zika virus has oncolytic activity against glioblastoma stem cells. J Exp Med. 2017; 214(10): 3145. doi: 10.1084/jem.2017109309122017c.
СосновцеваА.О., ГриненкоН. Ф., ЛипатоваА.В., ЧумаковП.М., Чехонин В.П. Онколитические вирусы в терапии злокачественных глиом. Биомедицинская химия. 2016; 62 (4): 376-390. [Sosnovceva A.O., Grinenko N.F., Lipatova A.V.,Chumakov P.M., Chehonin V.P. Oncolytic viruses in the therapy of malignant gliomas. Biomedical Chemistry. 2016; 2 (4): 373-390. (In Russian)].
Губанова Н.В., Гайтан А.С., Разумов И.А., Мордвинов В.А., Кривошапкин А.Л., Нетесов С.В., Чумаков П.М. Онколитические вирусы в терапии глиом. Молекулярная биология. 2012; 46(6): 874-886. [Gubanova N.V., Gajtan A.S., Razumov I.A., Mordvinov V.A., Krivoshapkin A.L., Netesov S.V., Chumakov P.M. Oncolytic viruses in the therapy of gliomas. Molecular biology. 2012; 46 (6): 874-886. (in Russian)].

Еще

Статья обзорная