Entwicklung und Evaluierung eines Doxyzyklin-abhängigen adenoviralen Vektor- Replikations-Systems für den Einsatz in der Tumorgentherapie

Abstract

Bedingt replikationskompetente adenovirale Vektoren (RRCA) werden seit einigen Jahren intensiv im Rahmen der Tumorgentherapie erforscht. Sie stellen durch ihre tumorzellspezifische Induktion der Zelllyse und durch die replikationsbedingte Ausbreitung im Tumorgewebe ein vielversprechendes Konzept zur Behandlung maligner Tumoren dar. Ihre Fähigkeit zur Trans-Komplementierung ermöglicht es zugleich, die Transgenexpression koapplizierter replikationsdefizienter adenoviraler Vektoren in ein therapeutisch wirksames Niveau anzuheben. Zwei Strategien wurden bislang grundsätzlich verfolgt, wobei zum einen Deletionen in der adenoviralen E1-Region die selektive Replikation in Tumorzellen vermitteln sollten, zum anderen wurde die E1A- oder auch die E1B-Region unter die Kontrolle eines heterologen gewebsspezifischen Promotors gesetzt, der die adenovirale Replikation auf das Zielgewebe beschränken sollte. Obwohl in verschiedenen Studien in vitro die selektive Replikation gezeigt und in in vivo Tier-Modellen eine Suppression des Tumorwachstums oder gar eine Regression des implantierten Tumorgewebes demonstriert werden konnte, blieb die Fragestellung nach der Replikation des RRCAs im umliegenden Gewebe in vivo oft unbeantwortet. Ausgehend von der Bedeutung der RRCAs für die Tumorgentherapie und den fehlenden Kenntnissen über ein System, das es ermöglicht, die adenovirale Replikation von extern zu regulieren und zugleich eine Gewebsschädigung des tumorumgebenden Gewebes zu vermeiden, wurden im Rahmen dieser Arbeit folgende Fragestellungen bearbeitet: 1\. Die Nutzbarmachung der positiven Eigenschaften bereits existierender replikationskompetenter Adenoviren (RCA) in der Tumorgentherapie 2\. Die Entwicklung eines Systems, dass es ermöglicht, die adenovirale Replikation pharmakologisch von extern zu regulieren 3\. Untersuchungen zur Tumorzelllyse mit Hilfe des neu generierten RRCA- Systems 4\. Untersuchungen zur Protektion gesunder Zellen gegenüber einer adenoviralen Replikation und der damit verbundenen Zelllyse durch die gewebsspezifische Expression des Tetrazyklin-regulierbaren transkriptionalen Silencers (tTS)

Restricted replication competent adenoviral vectors (RRCA) for human cancer gene therapy have been investigated extensively for the last few years. Through their tumor selective induction of cell lysis and through the transduction of tumor tissue by viral replication they are very prospective for treating malignant alterations. Furthermore their ability for transcomplementation serves the possibility to elevate the expression level of a co-applicated replication deficient adenoviral vector at a therapeutic relevant intensity. So far there exist two strategies to target the viral replication to the tumor tissue: (i) deletions within the adenoviral E1 region, which hinder the replication in normal tissue and (ii) the use of tumor- or cell-specific promotors to control the E1A and/or the E1B region. Even though several in vitro studies demonstrated the selective vector replication as well as in vivo experiments exhibit a suppression of tumor growth, most of the investigators did not enter into the question after the replication of the RRCA in the surrounding tissue in vivo, so that this issue was leaved unanswered generally. Upon the relevance of RRCAs for the tumor gene therapy and the lacking knowledge about a system which makes the regulation of viral replication possible and which additionally prevent alterations in the surrounding tissue, this project yields to edit/process following issues: 1\. the effective use of the positive features of already existing replication competent adenoviruses (RCA) in tumor gene therapy 2\. the generation of a new vector system which makes the extern pharmacological regulation of adenoviral replication possible 3\. investigations on the effectiveness of tumor cell lysis mediated by the new generated system 4\. investigations on the protection against adenoviral replication in healthy cells through the tissue selective expression of the tetracycline-controlled transcriptional silencer (tTS)