Genterapi for behandling av hjernesvulster

Ondartede hjernesvulster er ansvarlige for betydelig sykelighet og dødelighet i både pediatriske og voksne populasjoner. Disse vanlige svulstene utgjør en enorm terapeutisk utfordring på grunn av deres dårlige resultat til tross for radikal kirurgi, høydose strålebehandling og kjemoterapi. Overlevelse av pasienter fra diagnosetidspunktet måles i måneder og tilbakefall etter behandling er assosiert med en forventet levealder på uker.

I et forsøk på å forbedre denne dystre prognosen for pasienter med ondartede hjernesvulster (både primære svulster og sekundære metastaser fra systemisk kreft som melanom, lunge og brystkreft), utviklet vi en ny tilnærming til terapi av hjernesvulster. Denne tilnærmingen bruker rekombinant DNA-teknologi for å overføre et sensitivitetsgen til en hjernesvulst. Dette oppnås ved direkte injeksjon av svulsten med en cellelinje som aktivt produserer en retroviral vektor som bærer et gen som gir medikamentfølsomhet til svulsten. En retroviral vektor er et mus retrovirus genetisk konstruert for å erstatte sine egne gener med et nytt gen. Slike vektorer er i stand til å "infisere" pattedyrceller og stabilt inkorporere deres nye genetiske materiale i genomet til den infiserte verten. Produsentcellen er en NIH 3T3-celle som har blitt genetisk konstruert for kontinuerlig å produsere retrovirale vektorer. Det nye genet er inkorporert i genomet til tumorcellene og uttrykker proteinet som er kodet av det nye genet. Dette proteinet (herpes simplex-virusenzymet thymidinkinase, HS-tk) sensibiliserer tumorcellene for et antiviralt medikament (ganciclovir, GCV) som er et naturlig substrat for HS-tk. Den enzymatiske prosessen indusert av GCV fører til død av et naturlig substrat for HS-tk. Den enzymatiske prosessen indusert av GCV fører til død av cellen som uttrykker herpes TK-aktiviteten, dvs. død av tumorcellene. Siden HS-tk-enzymet som normalt er tilstede i pattedyrceller har svært lav affinitet for GCV, observeres ikke systemisk toksisitet relatert til denne mekanismen. Denne typen in vivo genoverføring har flere unike egenskaper. For det første vil disse retrovirale vektorene bare integrere og uttrykke genene sine i celler som aktivt syntetiserer DNA. Derfor bør omgivende ikke-prolifererende normalt hjernevev ikke erverve HS-tk-genet og vil forbli ufølsomt for GCV. For det andre vil alle de transduserte tumorcellene (og retroviral vektorproduserende celler) bli drept av vertens immunrespons og/eller GCV-behandling, noe som eliminerer potensiell bekymring for insersjonsmutagenese som gir opphav til maligne celler.

Dette er det første kliniske forsøket på å behandle ondartede svulster hos mennesker ved in vivo genetisk manipulasjon av svulstens genom.