Oncolytische Viren

Question 1

Prinzip onkolytischer Viren (Auswirkungen)

Answer 1

Lyse der Tumorzellen
Lokale Inflammation
Modulation des TME (tumour microenvironment, normalerweise IS-inhibierend)
Aktivierung des IIS
Adaptive CTL Antwort (cytotoxic T lymphocyte)

Question 2

direkte Wirkung der Virusinfektion auf eine Zelle

Answer 2

Tumorzelle:

• Virusreplikation -> Infektion weiterer
• Tumorzellen
• Tumorantigene
• Cytokine und danger signals
• Gentherapie durch cargo transgenes wofür der Virus als Vektor dient

Gesunde Zelle:

• Virus clearence -> keine Infektion
• keine Auswirkungen auf gesundes Gewebe

Question 3

Ursprung onkolytischer Viren

Answer 3

nicht-human pathogen: oft mti natürlicher Oncoselektivität, kein engineering notwendig

human vaccine: Impfstamm mit Onkoselektivität (meist zufällig, z.B. Vaccina Virus für Pocken)

human pathogen: Attenuation notwendig, oft gentically engineered

Question 4

Research focus (3)

Answer 4

Spezifität: normale vs Tumorzellen
Potenz: killing cpapcity/power des Virus
Delivery: wie kommt der Virus in die Zelle?, kann er systemisch wirken oder lokal?

Question 5

Mechnaismen für Selektivität

Answer 5

Extrazellulär
Zelloberfläche
cytosolische Mechanismen
nukläre Mechanismen

Question 6

extrazelluläre Mechanismen für Selektivität

Answer 6

• Aktivierung von anti-Tumor Cytokine und Immunität (IFN-alpha, TNF, IL-6, NK Zellen, …)
  
  • Immunmodulatorische Transgene (IL-4, IL-12, …)
  • Tumor Vaskularisierung: Tumorgefäße als target, oder leaky vessels erlauben den Austritt aus der Blutbahn ins Gewebe
  • Protease-reiches TME (Annahme: Zerstörung von pro-proliferativen Cytokinen etc.)

Question 7

Zelloberfläche-targeting als Mechanismus für Selektivität

Answer 7

netter Ansatz funktioniert aber nicht oft

• natürlicher Tropismus: Virus bindet von Natur aus an Rezeptoren die auf Tumorzellen überexprimiert sind
• engineered retargeting: Virus bekommt neue Tumorassoziierte-Targets

Question 8

cytosolische Mechanismen für Selektivität

Answer 8

machen den größten Teil der Selektivität aus

• aktiviertes Ras, inhibierte PKR
• aktivierter EGFR + E2F
• aktivierte STAT1
• Interferon Defizienz: IFN sind antiproliferativ und antiviral, von Tumorzellen abgeschaltet udn dadurch sensitiver gegen Virusinfektionen
• virale Gene unter KOntrolle von micro RNAs

Question 9

nukläre Mechanismen zur viralen Selektivität

Answer 9

• aktivierter Zellzyklus: Virus kann sich nur replizieren wenn die Zelle proliferiert
  
  • p53 Defizinez
  • RB pathway

Question 10

Rezeptoren onkolytischer Viren

Answer 10

nicht wiele Rezeptoren sind Tumorspezifisch
die einzigen 2 “natürlichen” Viren sind Polio und Masern

Polio: CD155
Measels: CD46 -> v.a. der Impf-strain ist von Bedeutung da er eher CD46 benutzt

CD155 und CD46 in Tumore upregulated

mittels retargeting (engineering) können auch andere Virusstämme die Zelle mittels Tumorrezetoren infizieren

Question 11

cytosolische Mechanismen der Selektivität - Bsp. IFN

Answer 11

Interferone sind wichtig für Apoptose-Induktion und deshalb bei vielen Tumorzellen “ausgeschaltet”
Außerdem sind IFN für Virusabwehr essentiell
Dieser Mechanismus macht Tumorzellen anfällig für virale Infektionen währen normale Zellen mit Intaktem IIS den Virus bekämpfen können

cellular pathway:
IFN an IFNR -> JAK -> STAT/IRF9 -> Translokation in Zellkern und TF für u.a. PKR
PKR induziert Apoptose
bei Tumorzellen keine PKR induktion, JAK, STAT und IRF9 runter reguliert

Question 12

okolytischer vaccina virus mutans

Answer 12

Deletion der viralen Gene
keine Adaption der Zelle
keine Möglichkeit für Virusreplikation

Tumorzelle:
Malfunktion der antiviralen Mechanismen
dadurch Virusreplikation möglich auch ohne Adaption der Zellen

Question 13

Viren welche als onkolytische Viren verwendet werden können

Answer 13

DNA-Viren:

• HSV: attenuierte Mutanten ohne Neurotoxizität
• Adenoviren: Deleton der E Gene verhindert Aktivierung des Zellzyklus, dadurch nur Replikation in Zellen mit einem generell aktivierten Zellzyklus (Tumorzellen)
• Vaccina Virus: rekombiniert für erhöhte Selektivität

RNA-Viren:

• Newcastle disease virus: non-human pathogen, Selektivität vermutlich von IFN-Aktivität abhängig, induziert Typ I IFN und DCs
• Reovirus: human es Virus ohne signifikante Toxizität (kein engineering) da zelluläre PKR das Virus neutralisiert -> in Tumorzellen ausgeschaltet (PKR) durch aktiviertes Ras
• VSV: vascular stomatitis virus, non-humn pathogen, stark von IFN abhängig -> in 60% der Tumorzellen inhibiert, bindet LDLR (pantrope Wirkung)

Question 14

HSV als onkolytischer Virus

Answer 14

DNA Virus

Attenuation für keine Neurotoxizität

Question 15

Adenoviren

Answer 15

DNA Virus

Deletion der E Gene damit die Replikation der Virionen von einem generellen enthemmten Zellzyklus abhängig ist

Question 16

Parvoviren

Answer 16

DNA Virus
von aktiv teilenden Zellen abhängig
sehr kleines Genom, dadurch keine Geninsertionen möglich

Question 17

Vaccina

Answer 17

DNA Virus

Rekobinierung um Sleektivität zu erhöhen -> Deletion von vaccina GF und Tyrosin Kinase

Question 18

Newcastle disease virus

Answer 18

RNA Virus
non-human pathogem
Selektivität von IFN abhängig
induziert Produktion von Typ I IFN und DCs

Question 19

Reovirus

Answer 19

RNA Virus
human aber ohne signifikante Toxizität
zelluläre PKR inaktiviert das Virus bei Infektion
in Tumorzellen ist PKR durch aktiviertes Ras inhibiert -> kein Schutz gegen Reoviren

Question 20

VSV

Answer 20

RNA Virus
vesicular stomatitis virus
non-human pathogen
Replikation von IFN-Reaktion abhängig (in 60% der Tumorzellen inhibiert)
Rekombinationen um die Sleektivität zu erhöhen
Neurotoxizität -> Entwicklung von VSV-GP -> GP ist ein Gen das einen Spike ersetzt sodass alle Zelltypen außer Nervenzellen infiziert werden können -> keine Neurotoxizität mehr

Question 21

virale Therapie vs medikamentöse Therapie

Answer 21

Medikamente können nur einen Schritt des Zellzyklus beeinflussen udn damit Apoptose auslösen -> kein Effekt auf Nachbarzellen

Viren lösen eine lokale Inflammation und Zerstörung durch das IS aus -> Beeinflussung der Nachbarzellen! (gut da diese auch Tumorzellen sind)

Question 22

“armed” oncolytic viruses

Answer 22

neben den normalen Funktionen des Virus noch Extras welche die killing-power erhöhen

• Immun-modulierene Cytokine udn Chemokine: Virus induziert ihre Produktion
• Oncolytic Cancer Vaccines: Integration von Tumor-Ag in den Virus -> IS erkennt diese viralen Ag und induziert Immunantwort -> trifft auch nicht-infizierte Tumorzellen
• Expression von immune checkpoint inhibitors
• Expression von bispezifischen T-cell engagers (BiTEs) -> ein Arm erkennt Tumor, einer bindet T-Zellen -> Zerstörung