Onkolytische Viren – wandelbare Vektoren in der Krebstherapie

Zusammenfassung

Das Interesse an Viren als Krebstherapeutika entstand bereits vor über 50 Jahren durch Fallberichte, die spontane Tumorregressionen bei simultaner viraler Erkrankung zeigten. Manche Viren weisen einen natürlichen Onkotropismus auf, da Krebszellen im Zuge ihrer malignen Entartung antivirale Abwehrmechanismen verlieren. Erste Konzepte in der Virotherapie zielten auf eine spezifische Modifikation der Viren ab, um eine selektive Infektion und Zerstörung von Tumorzellen zu erreichen. Die aktive virale Replikation in der Tumorzelle führt zu deren Lyse, die dabei freigesetzten Viruspartikel können benachbarte, primär nicht infizierte Tumorzellen infizieren. Das Konzept der onkolytischen Viren war geboren, und verschiedene Viren – von Poxviren über Herpesviren, Adenoviren und Paramyxoviren bis hin zu Vacciniaviren – wurden auf ihr onkolytisches Potenzial hin untersucht. Im weiteren Verlauf wurde dieser Ansatz um die Einführung von Transgenen, die die Expression von Enzymen zur Konversion systemisch gegebener Prodrugs ermöglichen, oder von immunstimulierenden Faktoren ins Virusgenom erweitert. Zudem wurde über die Verwendung von Tumor-assoziierten Antigenen wie beispielsweise des carcinoembryonalen Antigens (CEA) als Entry-Rezeptor die Spezifität onkolytischer Viren verstärkt und so eine zielgerichtete Therapie mit minimalen systemischen Nebenwirkungen ermöglicht. Mit Talimogene laherparepvec steht seit Ende 2015 nun ein erstes onkolytisches Herpesvirus zur Therapie des malignen Melanoms zur Verfügung, welches die Expression von Granulozyten-Makrophagen-Koloniestimulierendem Faktor (GM-CSF) vermittelt und eine suffiziente Anti-Tumor-Immunantwort aufbauen soll. Onkolytische Viren stellen damit eine wandelbare Vektor-Plattform dar, auf deren Basis systemische Virotherapeutika zur Reduktion der Tumorlast, als onkolytische Vakzinierungsstrategien durch die Injektion in Target-Läsionen, als Gentherapievektoren und im Rahmen von Kombinationstherapien mit anderen immunmodulatorischen Therapien oder Chemotherapeutika eingesetzt werden können.

 

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Oncolytic viruses – versatile vectors in oncological therapy

Summary

The interest in viruses that can be used as tumor therapeutics dates back more than 50 years and was initially stim­ulated by case reports of spontaneous tumor regressions in patients with simultaneous viral infections. Some viruses display a natural oncotropism because on their way to malignant transformation tumor cells loose anti-viral defence mech­anisms. The first concepts of virotherapy aimed at specific modifications of viruses enabling them to selectively infect and destroy tumor cells. Active viral replication in tumor cells leads to lysis of these cells, and the viral particles shedded dur­ing this process can infect other cells in their neighbourhood. The concept of oncolytic viruses was thus born, and a variety of different viruses – ranging from poxviruses, herpes viruses, adenoviruses and paramyxoviruses to vaccinia viruses – were screened for their on­colytic potential. This approach was further refined by the introduction of transgenes into the viral genome, allowing the expression of enzymes that are able to convert systemically applicated prodrugs or immunostimulating factors. In addition, the use of tumor-associated antigens like carcinoembryonic antigen (CEA) as entry receptors promoted the specificity of oncolytic viruses and thus made targeted therapy with minimal systemic side effects possible. For roughly a year talimogene laherparepvec has now been available as a first oncolytic herpes virus for treating malignant melanoma; infection with this virus permits expression of granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) with the aim of building up a sufficient immunological anti-tumor response. Oncolytic viruses thus resemble a versatile vector platform, permitting the creation of systemic viral therapeutics which can be engaged for the reduction of tumor burden, as ocolytic vaccination strategies after injection into target lesions, as gene therapy vectors as well as in the context of combination treatments with other immunomodulatory or chemotherapies.

Dr. med. Elena Czink
Universitätsklinikum Heidelberg 
Abteilung Innere Medizin VI
Nationales Centrum für Tumorerkrankungen (NCT) Heidelberg
Im Neuenheimer Feld 460
69120 Heidelberg