"Лекарственные" вирусы в терапии рака

Онколитическая вирусная терапия использует способные к репликации вирусы для лечения рака. Эти вирусы селективно поражают опухолевые клетки. Большинство вирусов имеет тропизм к опухолевым клеткам, поскольку они лишены механизмов противовирусной защиты, активных в нормальной клетке, таких как супрессия трансляции и апоптоз, которые являются ключевыми механизмами, блокирующими распространение вируса. Именно поэтому опухолевые клетки поражаются даже дефектными вирусами, не способными вызвать инфекцию здоровой клетки. Другие механизмы воздействия вирусных препаратов на опухоль – разрушение кровеносных сосудов и активация противоопухолевого иммунного ответа. Вирусы, как известно, обладают тканеспецифичностью: вирус бешенства поражает нейроны, вирус гепатита B – гепатоциты, ВИЧ – Т-хелперы, а вирус гриппа – эпителий дыхательной системы. Большая часть разрабатываемых в настоящее время онколитических вирусов имеет широкий спектр действия, они не специфичны к определённому типу опухолей. Противоопухолевые вирусные препараты создаются на основе вирусов простого герпеса, реовируса, вируса коровьей оспы, аденовируса, вируса кори и вируса везикулярного стоматита.

Первая проблема, с которой сталкиваются разработчики противоопухолевых вирусных препаратов, это специфичная доставка вируса в опухоль без потерь. При введении внутривенно, вирусы вызывают иммунный ответ, в ходе которого они элиминируются. Кроме того, надо, в любом случае, избежать неспецифического заражения и блокировать распространение инфекции за пределы опухоли. Чтобы вирус не элиминировался, рассматриваются варианты доставки вируса с заражёнными вне организма клетками. Для этого можно использовать как опухолевые клетки, так и здоровые клетки пациента. Однако, клетки не должны погибнуть до того момента, когда они окажутся в опухоли. Герпесвирус OncoVEX назначается пациентам с метастатической меланомой. Он вводится инъекцией в область поражения и не распространяется за пределы зон опухолевого роста.

Эндотелий сосудов в опухоли может пропускать вирусы и макромолекулы. Проницаемость сосудов в опухоли может быть достигнута путём инъекции интерлейкина 2, фактора некроза опухолей, гистамина или аналога брадикинина. Сосуды, прорастающие в опухоль отличаются по антигенному составу от нормальных сосудов, поэтому можно использовать антитела, их фрагменты и лиганды к рецепторам на поверхности эндотелия для направленной доставки вируса. Плотная соединительная ткань, входящая в состав опухоли, препятствует проникновению вирусов. Использование препаратов, подавляющих продукцию коллагена, гиалуронидаз, повреждение опухоли облучением или цитотоксическими препаратами ослабляют данный барьер.

Первые онколитические вирусы создавались путём введения в их геном промоторов, активность которых специфична для опухолевых клеток, например, промотора теломеразы, который полностью инактивирован в клетках взрослого человека, но активируется в опухолях. Вирусы, контроль размножения которых осуществляется с участием такого промотора, не смогут экспрессироваться в здоровой клетке. Однако, не все вирусы, используемые в качестве онколитических, могут модифицироваться таким образом: Поксвирусы реплицируются в цитоплазме, на этот процесс не влияют механизмы регуляции транскрипции клетки хозяина.

Чтобы ослабить иммунитет для повышения эффективности противоопухолевой вирусной терапии можно использовать разные подходы. В основе эффекта иммуносупрессоров циклофосфамидов, связанного с повышением чувствительности опухоли к онколитическим вирусам лежит несколько механизмов. Они подавляют механизмы врождённой противовирусной защиты, замедляют формирование противовирусных антител, воздействуют на Т-регуляторные клетки и стенки сосудов, усиливая процесс проникновения вируса через эндотелий к опухолевым клеткам. Циклофосфамиды замедляют элиминацию вируса и пролонгируют терапевтический эффект. В ингибировании противовирусной защиты в опухолевых клетках участвуют модификации гистонов, поэтому назначение препаратов, влияющих на эти процессы, в сочетании с онколитическими вирусами может повысить эффективность лечения. Важно, чтобы воздействие и сопутствующих препаратов, и вирусов было опухолеспецифичным, поскольку использование средств, усиливающих активность вируса может быть связано с развитием инфекции вне опухоли.

Однако иммуносупрессию следует применять с осторожность ещё и вот почему. Известно, что даже инфекция отдельного отдалённого метастаза имела общий эффект в эксперименте, что говорит о том, что вирусная терапия может стимулировать противоопухолевый иммунный ответ. Использование комбинированной вирусной и вакцинной терапии может быть направлено на восстановление способности иммунной системы распознавать антигены опухоли и отвечать на них. Этот эффект усиливается при применении вирусов, кодирующих цитокины и опухолевые антигены.

Антигенпрезентирующие клетки переносят антигены в органы лимфатической системы, где взаимодействуют с Т-клектами, вызывая антиген-специфический иммунный ответ. Опухоль воздействует на антигенпрезентирующие клетки, локализованные в ней, снижая их активность. Нарушения профиля экспрессии белков, участвующих в презентации антигена наблюдаются и в дендритных клетках здорового человека, если культивировать их в смешанной культуре с опухолевыми клетками. Однако они начинают более активно презентировать опухолевые антигены при совместном культивировании с опухолевыми клетками, заражёнными онколитическим вирусом. Ассоциированные с опухолью дендритные клетки, кроме того, синтезируют молекулы, подавляющие специфический иммунный ответ. Экспрессия белков главного комплекса гистосовместимости на опухолевых клетках изменятся по сравнению с клетками здоровой ткани. Это ещё одна из причин того, что опухолевые клетки не распознаются иммунной системой как мишени. Вирусная терапия может стимулировать процесс презентации опухолевых антигенов. К тому же, при гибели раковых клеток их антигены становятся доступны для антигенпрезентирующих клеток, что также активирует этот процесс. При выборе этой возможности в качестве механизма действия разрабатываемого препарата нужно учитывать природу вируса, например вирус везикулярного стоматита подавляет процесс презентации антигена дендритными клетками. Вирус, содержащий ген опухолевого антигена делает его презентацию в опухоли более выраженной и усиливает иммунной ответ, направленный на него. Однако такой вирус надо назначать системно, так, чтобы он оказался не только в опухоли, но и в лимфатических узлах.

Интерфероны – ключевой регулятор клеточного противовирусного ответа. В раковых клетках эпигенетически подавляются механизмы защиты, опосредованной интерфероном. Поскольку опухоль может быть неоднородна по способности синтезировать интерфероны и отвечать на их воздействие, назначение онколитической вирусной терапии в сочетании с ингибиторами гистон-деацетилазы, участвующей в подавлении синтеза интерферонов, может повысить эффективность противовирусной терапии. Такие ингибиторы эффективны только в отношении опухолевых клеток, вероятно, из-за других нарушений, которые в них происходят. Следует учитывать, что возможны и другие механизмы подавления синтеза интерферонов и восприятия интерферногового сигнала.

Итак, вирусы могут различными путями вести к гибели опухолевых клеток. Эту способность можно усилить, назначая сопутствующие препараты, в частности для воздействия на иммунитет. Вирусы могут также доставлять радиоактивные изотопы в раковые клетки. Нельзя забывать о высокой изменчивости как природных, так и генетически модифицированных вирусов, которая может влиять на особенности их взаимодействие с организмом хозяина. Кроме того, при выборе вируса, надо учитывать распространённость иммунитета к нему среди населения и наличие лекарственных средств для лечения данной инфекции, чтобы воздействовать на процесс распространения вируса. Первый вирусный препарат уже используется для лечения меланомы, это герпесвирус, в состав которого включён ген гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора. Рассматривается его использование и при карциномах.