Генная терапия для лечения опухолей головного мозга

Злокачественные опухоли головного мозга ответственны за значительную заболеваемость и смертность как у детей, так и у взрослых. Эти распространенные опухоли представляют огромную терапевтическую проблему из-за их плохого исхода, несмотря на радикальное хирургическое вмешательство, высокодозную лучевую терапию и химиотерапию. Выживаемость пациентов с момента постановки диагноза измеряется месяцами, а рецидивы после лечения связаны с ожидаемой продолжительностью жизни в несколько недель.

В попытке улучшить этот мрачный прогноз для пациентов со злокачественными опухолями головного мозга (как первичными опухолями, так и вторичными метастазами системного рака, такого как меланома, рак легких и рак молочной железы), мы разработали новый подход к терапии опухолей головного мозга. В этом подходе используется технология рекомбинантной ДНК для переноса гена чувствительности в опухоль головного мозга. Это достигается прямой инъекцией в опухоль клеточной линии, активно продуцирующей ретровирусный вектор, несущей ген, придающий опухоли чувствительность к лекарствам. Ретровирусный вектор представляет собой мышиный ретровирус, генетически сконструированный для замены собственных генов новым геном. Такие векторы способны «заражать» клетки млекопитающих и стабильно включать их новый генетический материал в геном инфицированного хозяина. Клетка-продуцент представляет собой клетку NIH 3T3, которая была генетически сконструирована для непрерывного производства ретровирусных векторов. Новый ген встраивается в геном опухолевых клеток и экспрессирует белок, кодируемый новым геном. Этот белок (энзим тимидинкиназа вируса простого герпеса, HS-tk) сенсибилизирует опухолевые клетки к противовирусному препарату (ганцикловир, GCV), который является естественным субстратом для HS-tk. Ферментативный процесс, индуцированный GCV, приводит к гибели природного субстрата для HS-tk. Ферментативный процесс, индуцированный GCV, приводит к гибели клетки, проявляющей активность ТК герпеса, т. е. к гибели опухолевых клеток. Поскольку фермент HS-tk, обычно присутствующий в клетках млекопитающих, имеет очень низкое сродство к GCV, системной токсичности, связанной с этим механизмом, не наблюдается. Этот тип переноса генов in vivo имеет несколько уникальных особенностей. Во-первых, эти ретровирусные векторы будут интегрироваться и экспрессировать свои гены только в клетках, которые активно синтезируют ДНК. Следовательно, окружающая непролиферирующая нормальная мозговая ткань не должна приобретать ген HS-tk и оставаться нечувствительной к GCV. Во-вторых, все трансдуцированные опухолевые клетки (и клетки, продуцирующие ретровирусный вектор) будут уничтожены иммунным ответом хозяина и/или лечением GCV, что устраняет потенциальное беспокойство по поводу инсерционного мутагенеза, приводящего к злокачественным клеткам.

Это первая клиническая попытка лечения злокачественных опухолей у людей с помощью генетических манипуляций с геномом опухоли in vivo.