КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 22-75-10087
НазваниеКомплексно генетически модифицированный онколитический аденовирус для иммуногенной терапии глиобластомы
Руководитель Степаненко Алексей Анатольевич, Кандидат биологических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр психиатрии и наркологии имени В.П. Сербского" Министерства здравоохранения Российской Федерации , г Москва
Конкурс №71 - Конкурс 2022 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-208 - Онкология
Ключевые слова иммунотерапия; онколитический аденовирус; генетическая инженерия; глиобластома; глиома; онкология
Код ГРНТИ62.37.41
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Глиобластома является самым распространенным и неизлечимым новообразованием головного мозга. Глиобластома характеризуется высокой молекулярной и фенотипической гетерогенностью, терапевтической резистентностью и выраженным иммуносупрессивным микроокружением. Стандартная радиохимиотерапия не способна избирательно воздействовать на опухолевые клетки, преодолевать терапевтическую резистентность, положительно модулировать иммунное опухолевое микроокружение и продлевает значительно жизнь пациентам (медиана выживаемости в ведущих мировых нейрохирургических центрах варьирует от 15 до-20 месяцев). Наоборот, стандартная терапия может индуцировать более агрессивное поведение опухоли и усиливать системную иммуносупрессию, что неоднократно было засвидетельствовано в клинике. Более того, на сегодняшний день сотни проведенных клинических испытаний не доказали, что таргетные препараты/антитела (ингибиторы с молекулярной направленностью на мишени со специфическими мутациями) или их комбинации являются более эффективными, чем стандартный генотоксичный химиопрепарат темозоломид, или повышают эффективность стандартной терапии у пациентов с первичной/рецидивирующей глиобластомой. Данные клинических испытаний указывали на возрастающую частоту побочных токсичных реакций при комбинировании таргетной терапии со стандартной радио- и химиотерапией. Следовательно, нужен подход, который будет избирательно воздействовать на опухолевые клетки без системной токсичности, не вызывая резистентность, не приводя к селекции более агрессивных клонов и при этом эффективно стимулируя противоопухолевый иммунный ответ, предоставляя также возможность комбинирования с другими иммуномодулирующими препаратами. Для решения такой фундаментальной научно-медицинской проблемы, как низкая эффективность стандартной терапии глиобластомы, могут быть адаптированы аденовирусы человека. Рекомбинантные онколитические вирусы на основе генома аденовируса 5 человека являются сегодня в мире одними из самых тестируемых для противоглиомной терапии в клинических испытаниях (две трети всех текущих зарегистрированных клинических испытаний онколитических вирусов на пациентах с глиомами). Рекомбинантные онколитические аденовирусы уже сегодня в клинике характеризуются как безопасные, генетически стабильные и высоко иммуногенные препараты. Однако рекомбинантные аденовирусы, которые сейчас проходят клинические испытания на территории США, ЕС и Китая, могут быть значительно улучшены. К сожалению, как было показано в клинических испытаниях, внутриопухолевая инъекция онколитических аденовирусов без специфических генетических модификаций, направленных на улучшение высвобождения и распространения вирусных частиц, не затрагивает большую часть опухолевых клеток, так как такие аденовирусы не распространяются более чем на 5 мм от места инъекции. Математическое моделирование сложных взаимодействий между ростом опухолевых клеток, репликацией вируса и иммунной системой показало, что онколитический вирус способен устранить опухоль только тогда, когда скорость лизиса клеток, высвобождения и распространение внутри опухоли потомства превысит скорость деления опухолевых клеток. Доклинические исследования на ксенографтах человека в иммунодефицитных мышах подтвердили, что скорость высвобождения потомства является одним из ключевых параметром, контролирующим распространение и противоопухолевую эффективность онколитических аденовирусов. Кроме того, иммунный внутриопухолевый инфильтрат является важным составляющим в эффективности онколитической виротерапии. Если препарат не оказывает системного токсичного действия на иммунную систему, но стимулирует противоопухолевый иммунный ответ, такой подход будет эффективнее, чем любой иной, оказывающий общее цитотоксическое воздействие на клетки (например, стандартная радиохимиотерапия и большинство таргентных препаратов). Онколитические вирусы вызывают особый тип клеточной гибели – иммунногенную гибель. Онколитические вирусы способны стимулировать высвобождение ряда молекул, распознавание которых рецепторами на поверхности клеток врожденной и адаптивной иммунной системы приводит к возникновению иммунного ответа. Иммуногенная гибель клеток вызывает активацию адаптивного иммунного ответа, специфичного к эндогенным (клеточным) или экзогенным (вирусным) антигенам, продуцируемым умирающими клетками. Современные методы генетической инженерии и накопленные за последние 30 лет знания в области онколитических аденовирусов и биологии глиобластомы позволят нам сконструировать рекомбинантный онколитический аденовирус, способный преодолевать внутриопухолевую молекулярно-фенотипическую гетерогенность, обладающий улучшенными репликативно-онколитическими свойствами, повышенной кинетикой выхода и распространения потомства, и продуцирующий трансгены, способствующие внутриопухолевому распространению вирусных частиц и иммуностимуляции. При этом в геноме аденовируса будут сохранены все кодирующие и регуляторные последовательности самого вируса для максимизации онколитической эффективности. Предлагаемые авторами проекта направления исследований позволят создать отечественный терапевтический препарат со значительно улучшенными терапевтическими свойствами при сравнении с западными рекомбинантными онколитическими аденовирусами, находящимися на разных этапах клинических испытаниях. Данный проект не имеет аналогов в мировой практике, поскольку конечным результатом будет создание аденовирусного препарата с множественными генетическими модификациями, каждое их которых в отдельности улучшает самые критические терапевтические свойства.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2025 году
Онколитические аденовирусы с пептидом RGD10(2C) в фибере аденовируса демонстрировали схожую литическую эффективность и общий титр инфекционного потомства по сравнению с онколитическими вирусами с пептидом RGD-4C, однако эффективность распространения в монослоях опухолевых клеток значительно отличалась. Данные указывают на то, что систематический скрининг пептидов, взаимодействующих с RGD мотив-связывающими интегринами, в контексте фибера может привести к открытию более потенциального пептида с точки зрения повышения эффективности распространения вируса между опухолевыми клетками в монослое.
В зависимости от клеточной линии модификации в генах E319K и i-leader способны значительно увеличивать распространение онколитического аденовируса в монослое опухолевых клеток. Антагонист Са2+-каналов L- и Т-типа верапамил также способен увеличивать распространение онколитических аденовирусов в монослое опухолевых клеток в зависимости от клеточной линии, в том числе аденовирусов с комбинацией модификаций в генах E319K и i-leader. Эти данные позволяют предположить, что молекулярный механизм, способствующий распространению, различен между верапамилом и модификациями в генах E319K и i-leader.
Изучение влияния нелфинавира на онколитические аденовирусы с химерным фибером F5/3, с ADP дикого типа или нокаутом и с E319K и i-leader дикого типа или с комбинацией модификаций в генах E319K и i-leader подтвердило описанные нами ранее наблюдения для онколитических аденовирусов с модификацией фибера F5RGD-4С, что эффективность ингибирования бляшек нелфинавиром не зависит от ADP в клетках, инфицированных онколитическими аденовирусами с комбинацией модификаций в генах E319K и i-leader, но зависит от ADP в клетках, инфицированных онколитическими аденовирусами с диким типом генов E319K и i-leader.
В соответствии с нашими данными и наблюдениями других авторов, степень негативного эффекта от инсерции и/или экспрессии трансгена может зависеть от области генома аденовируса и сайта инсерции, нуклеотидной последовательности трансгена, природы регуляторных последовательностей, клеточной линии и генотипа вируса, кодирующего трансген. Чтобы найти оптимальный сайт для инсерции терапевтического трансгена в геном аденовируса с комбинацией модификаций в генах E319K и i-leader, мы изучили влияние инсерции трансгенов усиленного зеленого флуоресцентного протеина (EGFP), люциферазы светлячка (Fluc) и гиалуронидазы человека в область E1B55K и ниже областей L3-23K и L5-Fiber на онколитические свойства вируса. Выявлен новый сайт ниже области L3-23K, который является оптимальным для инсерции кодирующей последовательности гиалуронидазы человека в аденовирус с комбинацией модификаций в генах E319K и i-leader, обеспечивая относительно высокую активность фермента в супернатанте при сохранении высокой онколитической активности, достигнутой за счет комбинации модификаций в генах E319K и i-leader. Проведена оценка эффективности аденовируса с комбинацией модификаций в генах E319K и i-leader, кодирующего гиалуронидазу, на ортотопической модели глиомы человека U87 в мышах линии NU–A/A Tyrc/Tyrc Foxn1nu/Foxn1nu.
Сконструированы репликативно-дефектные и репликативно-компетентные аденовирусы, продуцирующие иммуностимулирующие трансгены из семейства иммунных контрольных точек: мышиный OX40 лиганд (mOX40L), mGITRL, mCD137L и mCD40L. Проведена оценка экспрессии трансгенов на поверхности инфицированных клеток человека и мыши и оценка биологической активности с помощью полученных нами репортерных линий на основе клеток человека А549, кодирующих секреторную форму люциферазы Lucia под контролем NF-κB транскрипционного фактора и соответствующие мышиные рецепторы (mOX40R к mOX40L, mGITR-R к mGITRL, mCD137R к mCD137L и mCD40R к mCD40L). Репортерные линии были верифицированы, и доказана биологическая активность трансгенов на поверхности клеток, инфицированных соответствующими аденовирусами. Проведена сравнительная оценка эффективности репликативно-дефектных и репликативно-компетентных аденовирусов на формирование противоопухолевой иммунной памяти в мышах линии C57BL/6 с ортотопической сингенной глиомой.
Публикации
1.
Степаненко А.А., Сосновцева А.О., Валихов М.П., Васюкова А.А., Абрамова О.В., Липатова А.В., Юсубалиева Г.М., Чехонин В.П.
Comparison of the L3-23K and L5-Fiber Regions for Arming the Oncolytic Adenovirus Ad5-Delta-24-RGD with Reporter and Therapeutic Transgenes
International journal of molecular sciences (год публикации - 2025)
https://doi.org/10.3390/ijms2608370
2.
Алексей А. Степаненко, Анастасия О. Сосновцева, Анастасия А. Васюкова, Марат П. Валихов, Анастасия А. Чернышева, Гаухар М. Юсубалиева и Владимир П. Чехонин
Potency-enhancing mutations in E3-19K and i-leader increase the cytolytic activity of the PH20/SPAM1-armed oncolytic adenovirus Ad5Δ24RGD
Molecular Therapy Oncology, Volume 34, Issue 1, 201137, 1-25 (год публикации - 2026)
10.1016/j.omton.2026. 201137
Возможность практического использования результатов
На сегодняшний день на Западе для терапии опухолей головного мозга в клинике в I/II фазе среди онколитических аденовирусов тестировался только Ad5∆24RGD. В ходе нашей работы был получен и охарактеризован флагманский рекомбинантный онколитический аденовирус Ad5∆24RGD с комбинацией модификаций в генах E319K и i-leader, усиливающих цитолитическую эффективность, и продуцирующий гиалуронидазу человека в секреторной форме для деградации гиалуронана (гиалуроновой кислоты) в экстраклеточном матриксе. В случае заинтересованности МинЗдрава данный вирусный препарат можно наработать и охарактеризовать по GMP стандартам и инициировать клинические испытания. Работа по дальнейшему улучшению данного вируса и поиску эффективных иммуностимулирующих трансгенов продолжается.