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Rekombinante Parvoviren in der Gentherapie von Krebs : Vektorcharakterisierung und Analyse der Wirksamkeit

Lang, Susanne

English Title: Recombinant Parvoviruses in Cancer Gene Therapy : Vector Characterization and Analysis of the Efficacy

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PDF, German
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Abstract

In dieser Arbeit wurde geprüft, inwieweit sich rekombinante, autonome Nagerparvoviren, die als Vektoren für den Einsatz in der Tumor-Gentherapie entwickelt wurden, von ihren ursprünglichen Wildtyp Viren unterscheiden und wie sich ihre Wirksamkeit in vivo darstellt. Die Charakterisierung der Vektoren zeigte, dass bei gleicher Partikelanzahl die rekombinanten Viren weniger infektiös waren als Wildtyp Viren. Bei gleicher Infektiösität wiesen rekombinante Parvoviren im Vergleich zu Wildtyp Viren zwar eine geringere virale Zytotoxizität auf, die Proteinexpression stimmte jedoch bei beiden überein. Somit ist eine wichtige Voraussetzung für einen effizienten Gentransfer mit rekombinanten Parvoviren erfüllt. Zur Untersuchung der Wirksamkeit in vivo wurde zum einen die antivirale Immunantwort in C57Bl/6 Mäusen analysiert, die mit MVMp Wildtyp Viren infiziert wurden. Infizierte Mäuse entwickelten eine ausgeprägte humorale, dagegen aber eine sehr geringe zelluläre Immunantwort gegen das Virus. Aufgrund der Virus neutralisierenden Aktivität dieser Antikörper ist bei einer Zweitinfektion desselben Virus ein massiver Verlust des Therapieerfolgs zu vermuten. Durch Pseudotypisierung des Virus in ein verwandtes Viruskapsid konnte jedoch einer Neutrali-sierung des Virus vorgebeugt werden. Die präferenziell induzierten Antikörper des IgG2a und IgG3 Isotyps durch die virale Infektion lässt eine Immunantwort des Th1 Typs vermuten, die bei einer Tumortherapie unterstützend wirken sollte. Zum anderen wurde die Anwendung rekombinanter Parvoviren, die die immunstimulierenden Zytokingene IL-2, MDC (Makrophagen-abgeleitetes Chemokin) oder IP-10 (Interferon--induziertes Protein 10) tragen, in dem Tumormodell RENCA/Balb/c Maus untersucht. Dabei konnten deutliche antitumorale Effekte verzeichnet werden. Im Blickpunkt der Untersuchung stand die Prüfung einer Kombinationstherapie des IL-2 transduzierenden Virus MVMp/IL-2 mit einem der beiden Chemokin transduzierenden Viren MVMp/MDC oder MVMp/IP-10, die immunologische Effektorzellen anzulocken vermögen. Es konnte allerdings kein synergistischer antitumoraler Effekt beobachtet werden. Insgesamt lassen die Ergebnisse auf eine wirksame Anwendung rekombinanter Parvoviren in der Tumor-Gentherapie schließen. Die erfolgreiche Tumor-Immunisierung mit Wildtyp Viren im Mastozytom Modell zeigt auch Perspektiven in der Anwendung rekombinanter Parvoviren in der Tumorzellvakzinierung.

Translation of abstract (English)

Recombinant autonomous rodent parvoviruses have been developed as vectors for cancer gene therapy. In this work it was examined, to what extent the recombinant viruses behave like wildtype viruses and exhibit therapeutic activities in vivo. It was shown, that recombinant parvoviral vectors were less infective than wildtype viruses when compared at the same particle multiplicity. At the same multiplicity of infection, recombinant viruses displayed a reduced viral cytotoxicity but a similar expression of viral proteins as wildtyp viruses. Therefore recombinant parvoviruses provide all essential conditions for an efficient gene transfer. The immune response to MVMp wildtype parvovirus was analyzed in virus infected C57Bl/6 mice. Infected mice developed a pronounced humoral immune response, whereas the antiviral cellular immune response was low. The antiviral antibodies showed a virus neutralizing activity in vitro and in vivo, therefore a massive loss in the efficacy of the therapy can be assumed after readministration of virus. Yet, packaging of the viral genome into the capsid of a related parvovirus, a procedure known as pseudotyping, was able to prevent neutralization of the virus. Because mainly unspecific antibodies of the IgG2a and IgG3 isotype were induced by the viral infection, a immune response of the Th1 type is suggested. This could be an advantage for a tumor therapy. Recombinant parvoviruses carrying the immunostimulating cytokine genes IL-2, MDC (macrophage-derived chemokine) or IP-10 (Interferon- inducible protein 10) have also been tested in a murine tumor model (RENCA/Balb/c mouse). Clear antitumoral effects could be observed. Further interest represented the combined therapy of the IL-2 transducing virus MVMp/IL-2 and the chemokine transducing viruses MVMp/MDC or MVMp/IP-10, respectively, which are able to attract immune effector cells. However, no synergistic antitumoral effect could be observed. In sum, an effective application of recombinant parvoviruses in cancer gene therapy seems feasable. Successful tumor immunization of mice bearing mastocytoma tumors with MVMp wildtype virus suggest perspectives for the application of recombinant parvoviruses in tumor vaccination protocols.

Item Type: Dissertation
Supervisor: Zawatzky, Prof. Dr. Rainer
Date of thesis defense: 12. February 2003
Date Deposited: 26. Mar 2003 11:59
Date: 2003
Faculties / Institutes: Service facilities > German Cancer Research Center (DKFZ)
Subjects: 570 Life sciences
Controlled Keywords: Gentherapie, Immuntherapie, Immunreaktion, Parvoviren, Krebsbekämpfung, Onkolyse
Uncontrolled Keywords: Tumortherapie , Vakzinierung , Chemokin , Zytokinoncolysis , cancer gene therapy , parvovirus , immunotherapy , vaccination
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