Prodrug Ganciclovir Activation after Tumor-Specific In Vivo Transfection with HSV-1 Thymidine Kinase Gene Using a Sindbis Viral Vector: Evaluation by functional and morphological imaging

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Kürzlich publizierte Ergebnisse konnten zeigen, daß mit Vektoren des Alphavirus Sindbis die Möglichkeit besteht, Tumorzellen in vivo spezifisch und systemisch zu infizieren1, 2. Die Tumorspezifität der Sindbis Vektoren wird vermittelt über den hoch affinen 67-kDa Laminin Rezeptor (LAMR)3, welcher in einer Vielzahl verschiedener humaner Tumoren überexprimiert wird4, 5, 6, 7. Über die Transfektion von Sindbis Vektoren kann intrazellulär die Expression transduzierter ‚suicide genes’ vermittelt werden, welche die Synthese von Enzymen codieren und somit z.B. die Konversion eines Prodrug ermöglichen. Diese Eigenschaft schafft die Voraussetzung infizierte Tumorzellen einer ‚gene-directed enzyme-prodrug therapy’ (GDEPT) zuzuführen und nicht-neoplastisches Gewebe zu schonen1, 2. Eine der am besten untersuchten Enzym/Prodrug Systeme in der GDEPT von Tumoren ist das Herpes Simplex Virus Thymidin Kinase Typ 1/Ganciclovir (HSVtk/GCV) System11. Es ist hoch effektiv im Einsatz gegen schnell wachsende Tumorzellen, indem es deren DNAPolymerase inhibiert und im weiteren einen Zelluntergang hervorruft. Langsam proliferierendes Gewebe hingegen bleibt verschont12, 13, 14. Neben ihrer breiten Tumorreaktivität besteht ein weiterer wichtiger Vorteil der Sindbis Vektoren in der Krebstherapie, daß das native Virus selbst eine Apoptose in Säugetierzellen induzieren kann8, 9, 10. Um diese therapeutische Funktion zu verstärken und mögliche Toxizität gegenüber nichtmalignen Zellen zu verringern würde die Möglichkeit zur Bestimmung des Ausmaßes der Expression von ‚suicide genes’ in Patienten nach Verabreichung der Gentherapie Vektoren die GDPT deutlich verbessern. Positronen Emissions Tomographie (PET) tracer wie 124IFIAU und 18F-FEAU, als radioaktiv gelabelte Thymidin Analoga, wurden bereits entwickelt, um die HSVtk Aktivität in lebenden Organismen zu bestimmen15, 16 und somit das Verfolgen und Evaluieren des therapeutischen Effektes der HSVtk/GCV GDEPT zu ermöglichen. Die Ziele dieser Studie beinhalten die Optimierung der Sindbis Virus-vermittelten Transfektion verschiedener humaner Tumorzelllinien in vitro und in vivo, die spezifische Rolle der Laminin Rezeptor-Expression bei der Virus Transfektion zu bestimmen und diese Abläufe darzustellen und zu quantifizieren inklusiver ihrer therapeutischen Effekte durch den Einsatz kombinierter funktioneller (microPET) und morphologischer (microCT, Kleintier-MRT) Modalitäten.