Онколитический вирус можно доставлять в солидную опухоль с помощью сальмонеллы

Онколитические вирусы перспективны для лечения рака, но доставлять их в солидные опухоли затруднительно. При внутривенном введении они уничтожаются иммунной системой организма, и, как правило, только 0,001% вирусов достигают микроокружения опухоли. Из-за этого их приходится вводить напрямую в опухоль, что также бывает затруднительно. Группа под руководством исследователей из Массачусетского университета в Амхерсте (США) создала систему доставки онколитических вирусов в солидную опухоль на основе сальмонеллы. 

В качестве онколитического вируса ученые выбрали парвовирус H-1 (H1-PV). Он не патогенен для человека, избирательно заражает раковые клетки и не затрагивает нормальные. Для доставки H-1PV в опухоль авторы модифицировали сальмонеллу так, чтобы в ее клетке не разрушались важные шпильки в геноме вируса. Этого добились с помощью делеций в генах систем репарации RecBCD и RecFOR. Полученный штамм BB′CDF трансформировали плазмидой, кодирующей H-1PV, и подтвердили, что полученный вектор (VDS) стабильно доставлял вирус в раковые клетки. 

Цитотоксическое действие полученной системы авторы оценили на культурах различных раковых клеток. Они использовали три клеточных линии опухолей печени и молочной железы человека, а также клетки рака печени и рака поджелудочной железы мыши. К ним добавляли VDS, а через два часа оставшиеся вне клеток-мишеней бактерии удаляли с помощью гентамицина.

Обработка VDS снизила жизнеспособность клеток HuH7 на 70% по сравнению с контролем, который обработали BB′CDF без вирусной плазмиды.  Доставка H-1PV в другие клеточные линии также приводила к выработке вирионов и гибели опухолевых клеток. 

Затем авторы ввели VDS в гепатомы мышей (опухоль была образована клетками Hepa1-6) и через пять дней подтвердили выработку вирусного белка NS1. Кроме того, ученые показали, что модифицированный штамм BB′CDF колонизирует опухоли активнее, чем исходная сальмонелла. Они вводили его или немодифицированный вариант в такие же гепатомы мышей и анализировали распределение бактерий через 72 часа. Оказалось, что BB′CDF колонизировал опухоли и, в отличие от родительского штамма, почти не заселял здоровые органы. Например, в опухоли содержалось более чем в 50 млн раз больше инженерной бактерии, чем в нормальной печени и селезенке.

Введение VDS в гепатомы (Hepa1-6) мышам усилило противоопухолевый ответ. Инъекции проводили раз в шесть дней, по 4 × 10⁷ колониеобразующих единиц (КОЕ) в течение 30 дней, а в качестве контроля вводили вектор BB’CDF без вируса. К 12-му дню лечение привело к значительному уменьшению объема опухоли — до 13% от контроля. Это значимо повысило выживаемость — животные, получавшие VDS, прожили все 93 дня эксперимента, тогда как ни одна контрольная мышь не дожила до его завершения.

Что самое важное, внутривенное введение VDS оказалось столь же эффективным, как внутриопухолевое, и аналогичным образом уменьшило объем новообразований. Кроме того, оно было намного эффективнее, чем введение онколитического вируса отдельно. К 11-му дню у мышей, получавших VDS внутривенно, объем опухоли сократился до 69% по сравнению с контрольной группой, которой вводили только бактериальный вектор. Этот объем соответствовал уменьшению до 29% по сравнению с лечением H-1PV. Сам по себе онколитический вирус не сдерживал рост опухоли.  

Наконец, ученые оценили клеточный состав опухолей при лечении и показали, что доставка онколитического вируса в составе VDS активирует иммунный ответ. Лизис клеток вирусом привлекает в опухоль макрофаги и Т-клетки, что способствует формированию противоопухолевого иммунитета.

Таким образом, модифицированная сальмонелла колонизирует опухоль и доставляет в нее вирусный, геном которого затем проникает в ядро раковой клетки. Это обеспечивает продукцию функциональных вирионов и лизис раковых клеток, который привлекает макрофаги и Т-лимфоциты в опухоль. А высвободившиеся вирусные частицы заражают другие раковые клетки. На мышиной модели система безопасно и специфично доставляла онколитический вирус в солидные опухоли, позволяя сдерживать их рост.

Онколитическим бактериям AUN не требуется инфильтрация иммунных клеток в опухоль