По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 616–006 DOI:10.33920/med-13-2003-03

Суицидальная генная терапия для лечения рака: HSVtk-GV и возможные системы доставки

Перепелкина Полина Сергеевна студентка 5 курса Института фармации им. А. П. Нелюбина, ФГАОУ ВО «Первый МГМУ имени И. М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет), 119991, г. Москва, ул. Трубецкая, д. 8/2, e-mail: pperepelkina@gmail.com, https: //orcid.org/0000- 0002-2663-1463
Сологова Сусанна Сергеевна канд. биол. наук, доцент кафедры фармакологии Института фармации им. А. П. Нелюбина, ФГАОУ ВО «Первый МГМУ им. И. М. Сеченова» Минздрава России (Сеченовский Университет), 119991, г. Москва, ул. Трубецкая, д. 8/2, e-mail: susanna.sologova@yandex.ru, http: //orcid.org/0000-0002-8526-7147

Геннотерапевтические препараты являются перспективной группой лекарственных средств для лечения онкологических и наследственных генетических заболеваний, на данный момент количество таких препаратов на фармацевтическом рынке ограничено. Противоопухолевая генная терапия с использованием системы ген-убийца и фермент-пролекарство показывает многообещающие результаты на этапах доклинических испытаний. Для доставки генов в живой организм применяют два вида носителей — вирусные и невирусные, которые имеют свои преимущества и недостатки.

Литература:

1. Alekseenko I. V. et al, Therapeutic properties of a vector carrying the HSV thymidine kinase and GM–CSF genes and delivered as a complex with a cationic copolymer, Journal of Translational Medicine (2015) 13: 78.

2. Ardiani A. et al. Enzymes to die for: exploiting nucleotide metabolizing enzymes for cancer gene therapy. Curr Gene Ther. 2012; 12: 77–91.

3. Cerullo V, Pesonen S, Diaconu I, Escutenaire S, Arstila PT, Ugolini M, et al. Oncolytic adenovirus coding for granulocyte macrophage colony-stimulating factor induces antitumoral immunity in cancer patients. Cancer Res. 2010; 70: 4297–309.

4. Chira S, Jackson CS, Oprea I et al. Progresses towards safe and efficient gene therapy vectors. Oncotarget. 2015 Oct 13; 6 (31): 30675–30703.

5. Greco R. et al. Improving the safety of cell therapy with the TK-suicide gene. Front Pharmacol. 2015; 6: 95.

6. Karjoo Z., Chen X., Hatefi A.. Progress and Problems with the Use of Suicide Genes for Targeted Cancer Therapy. Adv Drug Deliv Rev. 2016 Apr 1; 99 (Pt A): 113–128.

7. Kasala D, Yoon A, Hong J et al. Evolving lessons on nanomaterial-coated viral vectors for local and systemic gene therapy. Nanomedicine (Lond). 2016 Jul; 11 (13): 1689–1713.

8. Kim J., Wilson D. R., Zamboni C. G., Green J. J. Targeted polymeric nanoparticles for cancer gene therapy. J Drug Target. 2015 Aug; 23 (0): P. 627–641.

9. Khuri FR, Nemunaitis J, Ganly I, et al. a controlled trial of intratumoral ONYX-015, a selectively-replicating adenovirus, in combination with cisplatin and 5-fluorouracil in patients with recurrent head and neck cancer. Nat Med. 2000 Aug; 6 (8): 879–85.

10. Kokoris MS, Black ME. Characterization of herpes simplex virus type 1 thymidine kinase mutants engineered for improved ganciclovir or acyclovir activity. Protein Sci. 2002 Sep; 11 (9): 2267–72.

11. Kullberg M., McCarthy R., Anchordoquy T. J. Systemic Tumor-Specific Gene Delivery J Control Release. 2013 December 28; 172 (3): 730–736.

12. Leten C, Tekker J, Struys T et al. Monitoring the Bystander Killing Effect of Human Multipotent Stem Cells for Treatment of Malignant Brain Tumors. Stem Cells Int. 2016; 2016: 4095072.

13. Li S, Ou M, Wang G, Tang L Application of conditionally replicating adenoviruses in tumor early diagnosis technology, gene-radiation therapy and chemotherapy. Appl Microbiol Biotechnol. 2016 Oct; 100 (19): 8325–35.

14. Malekshah OM, Chen X, Nomani A et al. Enzyme/Prodrug Systems for Cancer Gene Therapy. Curr Pharmacol Rep. 2016 Dec; 2 (6): 299–308.

15. Mitchell LA, Espinoza FL, Mendoza D et al. Toca 511 gene transfer and treatment with the prodrug, 5-fluorocytosine, promotes durable antitumor immunity in a mouse glioma model. Neuro Oncol. 2017 Jul; 19 (7): 930–939.

16. Nouri FS, Wang X, Hatefi A. Genetically Engineered Theranostic Mesenchymal Stem Cells for the Evaluation of the Anticancer Efficacy of Enzyme/Prodrug Systems. J Control Release. 2015 Feb 28; 200: 179–187.

17. Ostertag D, Amundson KK, Lopez Espinoza F, et al. Brain tumor eradication and prolonged survival from intratumoral conversion of 5-fluorocytosine to 5-fluorouracil using a nonlytic retroviral replicating vector. Neuro-oncology 2012; 14: 145–159.

18. Puhlmann M. et al. Vaccinia as a vector for tumor-directed gene therapy: biodistribution of a thymidine kinase-deleted mutant. Cancer gene therapy. 2000; 7: 66–73.

19. Slavcev R, Wettig S, Kaur T. Nanomedicine based approaches to cancer diagonsis and therapy, nonviral gene therapy. In: Yuan X, editor. Nonviral gene therapy. Rijeka, Croatia: InTech Open Access Publisher; 2011. p. 515–46.

20. Sverdlov E. D. Genetic Surgery — A Right Strategy to Attack Cancer 2011 Curr. Gene Ther. V. 11. P. 501–531.

21. Swadesh K. Das et al. Gene Therapies for Cancer: Strategies, Challenges and Successes. J Cell Physiol. 2015 Feb; 230 (2): 259–271.

22. Tomita K, Sakurai F, Tachibana M, Mizuguchi H. Correlation between adenovirusneutralizing antibody titer and adenovirus vector-mediated transduction efficiency following intratumoral injection. Anticancer Res. 2012 Apr; 32 (4): 1145–52.

23. Yi Quan-Yong et al. HSV-TK/GCV can induce cytotoxicity of retinoblastoma cells through autophagy inhibition by activating MAPK/ERK. Oncol Rep. 2018 Aug; 40 (2): 682–692.

24. Zhao L et al. Local gene delivery for cancer therapy. Current gene therapy. 2011; 11: 423–432.

25. База клинических испытаний. — Режим доступа: www.clinicaltrials.gov.

26. FDA, Одобренные клеточные и геннотерапевтические препараты. — Режим доступа: https: //www.fda.gov/vaccines-blood-biologics/cellular-gene-therapyproducts/approved-cellular-and-gene-therapy-products.

1. Alekseenko I. V. et al, Therapeutic properties of a vector carrying the HSV thymidine kinase and GM–CSF genes and delivered as a complex with a cationic copolymer, Journal of Translational Medicine (2015) 13: 78.

2. Ardiani A. et al. Enzymes to die for: exploiting nucleotide metabolizing enzymes for cancer gene therapy. Curr Gene Ther. 2012; 12: 77–91.

3. Cerullo V, Pesonen S, Diaconu I, Escutenaire S, Arstila PT, Ugolini M, et al. Oncolytic adenovirus coding for granulocyte macrophage colony-stimulating factor induces antitumoral immunity in cancer patients. Cancer Res. 2010;70: 4297–309.

4. Chira S, Jackson CS, Oprea I et al. Progresses towards safe and efficient gene therapy vectors. Oncotarget. 2015 Oct 13; 6 (31): 30675–30703.

5. Greco R. et al. Improving the safety of cell therapy with the TK-suicide gene. Front Pharmacol. 2015; 6: 95.

6. Karjoo Z., Chen X., Hatefi A.. Progress and Problems with the Use of Suicide Genes for Targeted Cancer Therapy. Adv Drug Deliv Rev. 2016 Apr 1; 99 (Pt A): 113–128.

7. Kasala D, Yoon A, Hong J et al. Evolving lessons on nanomaterial-coated viral vectors for local and systemic gene therapy. Nanomedicine (Lond). 2016 Jul; 11 (13): 1689–1713.

8. Kim J., Wilson D. R., Zamboni C. G., Green J. J.. Targeted polymeric nanoparticles for cancer gene therapy. J Drug Target. 2015 Aug; 23 (0): P. 627–641.

9. Khuri FR, Nemunaitis J, Ganly I, et al. a controlled trial of intratumoral ONYX-015, a selectively-replicating adenovirus, in combination with cisplatin and 5-fluorouracil in patients with recurrent head and neck cancer. Nat Med. 2000 Aug; 6 (8): 879–85.

10. Kokoris MS, Black ME. Characterization of herpes simplex virus type 1 thymidine kinase mutants engineered for improved ganciclovir or acyclovir activity. Protein Sci. 2002 Sep; 11 (9): 2267–72.

11. Kullberg M., McCarthy R., Anchordoquy T. J. Systemic Tumor-Specific Gene Delivery J Control Release. 2013 December 28; 172 (3): 730–736.

12. Leten C, Tekker J, Struys T et al. Monitoring the Bystander Killing Effect of Human Multipotent Stem Cells for Treatment of Malignant Brain Tumors. Stem Cells Int. 2016; 2016: 4095072.

13. Li S, Ou M, Wang G, Tang L Application of conditionally replicating adenoviruses in tumor early diagnosis technology, gene-radiation therapy and chemotherapy. Appl Microbiol Biotechnol. 2016 Oct; 100 (19): 8325–35

14. Malekshah OM, Chen X, Nomani A et al. Enzyme/Prodrug Systems for Cancer Gene Therapy. Curr Pharmacol Rep. 2016 Dec; 2 (6): 299–308.

15. Mitchell LA, Espinoza FL, Mendoza D et al. Toca 511 gene transfer and treatment with the prodrug, 5-fluorocytosine, promotes durable antitumor immunity in a mouse glioma model. Neuro Oncol. 2017 Jul; 19 (7): 930–939.

16. Nouri FS, Wang X, Hatefi A. Genetically Engineered Theranostic Mesenchymal Stem Cells for the Evaluation of the Anticancer Efficacy of Enzyme/Prodrug Systems. J Control Release. 2015 Feb 28; 200: 179–187.

17. Ostertag D, Amundson KK, Lopez Espinoza F, et al.. Brain tumor eradication and prolonged survival from intratumoral conversion of 5-fluorocytosine to 5-fluorouracil using a nonlytic retroviral replicating vector. Neuro-oncology 2012;14: 145–159

18. Puhlmann M. et al. Vaccinia as a vector for tumor-directed gene therapy: biodistribution of a thymidine kinase-deleted mutant. Cancer gene therapy. 2000; 7: 66–73.

19. Slavcev R, Wettig S, Kaur T. Nanomedicine based approaches to cancer diagonsis and therapy, nonviral gene therapy. In: Yuan X, editor. Nonviral gene therapy. Rijeka, Croatia: InTech Open Access Publisher; 2011. p. 515–46.

20. Sverdlov E. D. Genetic Surgery — A Right Strategy to Attack Cancer 2011 Curr. Gene Ther. V. 11. P. 501–531.

21. Swadesh K. Das et al. Gene Therapies for Cancer: Strategies, Challenges and Successes. J Cell Physiol. 2015 Feb; 230 (2): 259–271.

22. Tomita K, Sakurai F, Tachibana M, Mizuguchi H. Correlation between adenovirusneutralizing antibody titer and adenovirus vector-mediated transduction efficiency following intratumoral injection. Anticancer Res. 2012 Apr; 32 (4): 1145–52.

23. Yi Quan-Yong et al. HSV-TK/GCV can induce cytotoxicity of retinoblastoma cells through autophagy inhibition by activating MAPK/ERK. Oncol Rep. 2018 Aug; 40 (2): 682–692.

24. Zhao L et al. Local gene delivery for cancer therapy. Current gene therapy. 2011; 11: 423–432.

25. Clinical trials database [Accessed 31/05/2020] www.clinicaltrials.gov.

26. Approved Cellular and Gene Therapy Products. [Accessed 31/05/2020] https: // www.fda.gov/vaccines-blood-biologics/cellular-gene-therapy-products/approvedcellular-and-gene-therapy-products.

Классическими способами лечения онкологических заболеваний являются хирургическое удаление опухоли, химиотерапия и лучевая терапия. Химиотерапия и лучевая терапия за счет неселективного воздействия на всё быстро делящиеся клетки помимо целевых раковых клеток повреждают и здоровые эпителиальные клетки в организме, вследствие чего вероятно возникновение большого количества побочных эффектов, которые значительно ухудшают качество жизни пациента.

Еще одним подходом для лечения является генная терапия — новая технология, которая позволяет лечить молекулярные нарушения на генном уровне путем постоянной или временной замены генетических дефектов другими генетическими конструкциями [8]. Генная терапия воздействует на дефектный ген с помощью «исправного» генетического материала, который может заменить имеющийся ген, восполнить отсутствующий ген, инактивировать ген или отредактировать его. Такая терапия необходима при лечении заболеваний с генетической мутацией.

Геннотерапевтический препарат представляет собой комплекс, состоящий из генетической конструкции и носителя.

По состоянию на 5 апреля 2020 г. в мире проводится 4356 клинических испытаний геннотерапевтических препаратов по 1097 клиническим состояниям. В основном это тяжело поддающиеся лечению заболевания, такие как приобретенные иммунодефицитные состояния (114 исследований), карцинома (662 исследования), врожденные генетические заболевания (555 исследований) [25].

Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (Food and Drug Administration, FDA) одобрило для применения 17 лекарственных средств в категории «Препараты для клеточной и генной терапии». Среди них лишь три препарата являются генотерапевтическими: LUXTURNA компании Spark Therapeutics, Inc. (для лечения пациентов с дистрофией сетчатки, связанной с биаллельной мутацией гена RPE65), ZOLGENSMA® компании AveXis, Inc. (для лечения пациентов младше двуъ лет со спинальной мышечной атрофией, связанной с биаллельной мутацией в гене SMN1) и IMLYGIC компании Amgen, Inc. (для местного лечения неоперабельных кожных, подкожных и узловых поражений у пациентов с рецидивирующей меланомой после первоначальной операции) [26].

Для Цитирования:
Перепелкина Полина Сергеевна, Сологова Сусанна Сергеевна, Суицидальная генная терапия для лечения рака: HSVtk-GV и возможные системы доставки. Фармацевтическое дело и технология лекарств. 2020;3.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: