Please wait. Loading...
 
Αποστολή σε φίλο
 
Στρατηγικές γονιδιακής θεραπείας για τoν καρκίνο του πνεύμονα
ΠΕΡΙΛΗΨΗ. Σκοπός: Ο καρκίνος του πνεύμονα έχει δυσμενή πρόγνωση και οι υπάρχουσες θεραπείες έχουν αποτύχει να βελτιώσουν την επιβίωση των ατόμων που πάσχουν από τη νόσο αυτή. Τα τελευταία χρόνια, οι πρόοδοι που επιτεύχθηκαν στην κατανόηση της μοριακής βιολογίας του καρκίνου, έδωσαν την ευκαιρία σε κλινικούς γιατρούς και επιστήμονες να αναπτύξουν αρκετές τεχνικές γενετικών θεραπειών για αυτή τη νόσο. Υλικά και Μέθοδοι: Γίνεται λεπτομερής ανασκόπηση των δημοσιευμένων άρθρων που αφορούν τη γονιδιακή θεραπεία του καρκίνου του πνεύμονα. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στις πρόσφατες εξελίξεις στο πεδίο των μη-ιικών και ιικών φορέων των γονιδίων. Οι θεραπευτικές στρατηγικές ταξινομήθηκαν, ανάλογα με τους στόχους τους σε διορθωτική , κυτταροτοξική και ανοσορρυθμιστική γονιδιακή θεραπεία. Αποτελέσματα: Toπική χορήγηση των μη ιικών και ιικών φορέων μπορεί να προκαλέσει ικανοποιητική γονιδιακή έκφραση τοπικά και κάποια θεραπευτικά αποτελέσματα, αλλά, επί του παρόντος, δεν υπάρχει διαθέσιμος κανένας αποτελεσματικός φορέας πυ να χορηγείται συστηματικά. Η διορθωτική γονιδιακή θεραπεία έχει αποτελεσματικότητα σε μοντέλα ζώων ως προς την αποκατάσταση της φυσιολογικής έκφρασης ογκοκατασταλτικών γονιδίων (p53, Rb, p21, p16) ή την αναστολή της επίδρασης των ογκογονιδίων που προάγουν τη μετάλλαξη του όγκου (ras, myc, erbB2 bcl-2), αλλά αυτή η προσέγγιση πάσχει λόγω του ότι κάθε καρκινικό κύτταρο πρέπει να αποτελέσει στόχο της θεραπείας. Μια μεγάλη ποικιλία κυτταροτοξικών στρατηγικών είναι υπό ανάπτυξη, περιλαμβάνοντας αγγειογενετικές και ραδιοϊσοτοπικές γονιδιακές θεραπείες, καθώς και θεραπείες αυτοκτονίας γονιδίων, ή γονιδιακές θεραπείες που προάγουν την απόπτωση. Κάθε μια από αυτές τις προσεγγίσεις έχει πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα και είναι καλύτερο να χρησιμοποιούνται σε συνδυασμό. Η ανοσορυθμιστική γονιδιακή θεραπεία επιδιώκει να ενεργοποιήσει μια αποτελεσματική τοπική ανοσοαντίδραση η οποία μπορεί να προκαλέσει συστηματική δραστηριότητα κατά του όγκου. Προς το παρόν, οι περισσότερες μελέτες χρησιμοποιούν ανοσοδιεγερτικά γονίδια κυτοκινών. Συμπεράσματα: Mια ποικιλία θεραπευτικών γονιδίων αποδείχθηκαν δραστικά εναντίον του καρκίνου του πνεύμονα τόσο in vitro όσο και in vivo. Παρόλα αυτά, η κύρια πρόκληση όσον αφορά τις στρατηγικές γονιδιακής θεραπείας σε κλινικό επίπεδο είναι η έλλειψη αποτελεσματικής γονιδιακής μεταφοράς μέσω τοπικών και συστηματικών οδών και για το άμεσο μέλλον, η δημιουργία φορέων, θα παραμένει το κύριο πρόβλημα στο οποίο θα εστιάζεται η συνεχιζόμενη έρευνα. Καθώς η έρευνα θα συνεχίζεται, αναμένεται ότι οι γονιδιακές θεραπευτικές προσεγγίσεις θα συμβάλλουν στην αντιμετώπιση του καρκίνου του πνεύμονα στο εγγύς μέλλον. Πνεύμων 2002, 15(1)19-37.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

H επίπτωση και η θνησιμότητα του Kαρκίνου του Πνεύμονα (ΚΠ) δεν άλλαξαν σημαντικά την τελευταία δεκαετία, παρ' όλες τις καμπάνιες για τη μείωση του καπνίσματος και την εφαρμογή συνδυασμού επιθετικών θεραπευτικών στρατηγικών, που περιλαμβάνουν τη χειρουργική αφαίρεση, την ακτινοθεραπεία και τη χημειοθεραπεία. Φαίνεται ότι οι κλασσικές μορφές θεραπείας του ΚΠ έχουν προσεγγίσει το μέγιστο δυνατό θεραπευτικό αποτέλεσμά τους και γι' αυτό, η ανάπτυξη νέων, διαφορετικών θεραπειών, όπως η γονιδιακή θεραπεία είναι σε προτεραιότητα.

Η γονιδιακή θεραπεία του καρκίνου περιλαμβάνει τη μεταφορά και έκφραση γενετικού υλικού σε κακοήθη ανθρώπινα κύτταρα για θεραπευτικό σκοπό. Αυτός ο μάλλον περιορισμένος ορισμός μπορεί να επεκταθεί για να συμπεριλάβει τη μεταφορά γονιδίων σε νεοπλασματικά ή/και υγιή κύτταρα, για τη ρύθμιση της ανοσολογικής αντίδρασης του οργανισμού έναντι του όγκου. Εν τέλει έχει επικρατήσει συναίνεση στην επιστημονική κοινότητα, ώστε ο όρος γονιδιακή θεραπεία του καρκίνου να περιλαμβάνει το παρακάτω φάσμα προσεγγίσεων:

1) τη διορθωτική γονιδιακή θεραπεία που αποβλέπει στο να αποκαταστήσει τη φυσιολογική λειτουργία ενός γονιδίου που έχει εξαλειφθεί ή ενός μεταλλαγμένου γονιδίου (συνήθως ενός κατασταλτικού του όγκου γονιδίου-Τumor Suppresor Gene, ΤSG), ή να αναστείλει τη δράση ενός γονιδίου που προάγει τον όγκο (ογκογονίδιο).

2) την κυτταροκτόνο γονιδιακή θεραπεία που αποβλέπει στη μεταφορά ενός εξωγενούς γονιδίου που προκαλεί κυτταρικό θάνατο.

3) την ανοσορρυθμιστική γονιδιακή θεραπεία, ώστε μέσω επαγωγής της γονιδιακής έκφρασης να προάγεται ανοσοαντίδραση εναντίον των καρκινικών ιστών.

ΦΟΡΕΙΣ ΓΙΑ ΓΟΝΙΔΙΑΚΗ ΘΕΡΑΠΕΙΑ

Η ταυτοποίηση και η εφαρμογή εξελιγμένων συστημάτων γονιδιακής θεραπείας, με ειδικότητα ως προς το κύτταρο-στόχος δεν μπορεί να έχει αποτέλεσμα αν τα γονίδια δεν στοχεύουν σε συγκεκριμένο κλώνο κυττάρων. Οι περισσότερες μελέτες έχουν επικεντρωθεί σε τοπική χορήγηση γονιδίων με άμεση ένεση ή έγχυση, μια τεχνική που δεν μπορεί να εφαρμοσθεί στην κλινική πράξη σε καταστάσεις όπως η μεταστατική νόσος, όπου είναι απαραίτητα συστήματα συστηματικής χορήγησης. Γι αυτό το λόγο, η ανάπτυξη φορέων γονιδίων αποτελεί ένα ιδιαίτερα ενεργό πεδίο έρευνας1. Οι φορείς για γονιδιακή θεραπεία διακρίνονται σε μη ιικούς και ιικούς.

Ι. Μη ιικοί φορείς γονιδιακής θεραπείας

Ατροποποίητο DNA: Η ενδο-ογκική χορήγηση DNA αποτελεί το ευκολότερο σύστημα γονιδιακής χορήγησης2. Μετά την ένεση, το DNA εισάγεται στα κύτταρα μέσω αδιευκρίνιστων μηχανισμών και μεταφέρεται στον πυρήνα όπου μπορεί να εκφραστεί παροδικά από μια επισωμιακή θέση, ή μονιμώτερα, αν συμβεί αφομοίωση του ξένου DNA από το γονιδίωμα του ξενιστή. Αυτή η διαδικασία της γονιδιακής μεταφοράς στα κύτταρα είναι γνωστή ως ενδοκυττάρια χορήγηση DNA (transfection-επιμόλυνση).

DNA καλυμένο με χρυσό: Η αποτελεσματικότητα της ενδοκυττάριας χορήγησης DNA σε κύτταρα του όγκου in vivo μπορεί να αυξηθεί ενίοντας DNA καλυμένο με χρυσό με ένα "γονιδιακό πιστόλι"3. Ο ακριβής μηχανισμός μέσω του οποίου αυτή η μέθοδος βελτιώνει την μεταφορά DNA στα κύτταρα είναι άγνωστος, παρόλο που έχει το σημαντικό πλεονέκτημα να στοχεύει κύτταρα που δεν βρίσκονται σε διαίρεση. Οι προκλινικές μελέτες είναι ενθαρρυντικές και έχει παρατηρηθεί ανταπόκριση σε όγκους ζώων, μετά από ενδο-ογκική μεταφορά γονιδίων κυττοκινών με "γονιδιακό πιστόλι"4.

Λιποσώματα: Τα λιποσώματα είναι κυστίδια αποτελούμενα από μεμβράνες διπλής στιβάδας φωσφολιπιδίων που μπορούν να περιέχουν ποικιλία ουσιών, συμπεριλαμβανομένου και του DNA. Ενώσεις λιπιδίων και DNA σχηματίζουν συμπλέγματα (λιποσυμπλέγματα ) που μπορούν να χορηγηθούν σε κύτταρα in vitro και in vivo5-7.

Μια μεγάλη ποικιλία λιπιδιακών σχηματισμών έχουν περιγραφεί με διάφορες δυνατότητες μεταφοράς DNA σε κύτταρα. Παρόλο που αυτοί οι παράγοντες είναι αποτελεσματικοί in vitro σε έναν αριθμό κυτταρικών σειρών, σημαντικά προβλήματα εμφανίζονται όταν χορηγούνται in vivo8. Τα συνήθη λιποσωμιακά σκευάσματα πάσχουν λόγω του ότι απομακρύνονται από την κυκλοφορία πολύ γρήγορα μετά από μια ενδοφλέβια έγχυση, κυρίως από τους πνεύμονες, το δικτυοενδοθηλιακό σύστημα (σπλήνας, ήπαρ) και την καρδιά. Ως αποτέλεσμα η χρήση τους έχει περιοριστεί σε έγχυση στο σημείο της βλάβης μόνο (ενδο-ογκική έγχυση).

Η εισαγωγή παραγώγων πολυαιθυλενικής γλυκόζης (PEG) στην λιπιδική μεμβράνη (pegylation) φαίνεται να αυξάνει το χρόνο ημίσειας ζωής κυκλοφορίας των λιποσωμάτων μετά από ενδοφλέβια χορήγηση και ως εκ τούτου την ικανότητα να συγκεντρώνονται στους όγκους9,10. Δυστυχώς τα λεγόμενα PEG-λιποσώματα έχουν χαμηλή ικανότητα διάχυσης λόγω της επίστρωσής τους με PEG, γεγονός που μειώνει σημαντικά την ικανότητα πρόσληψης DNA11-14.

Συμπλέγματα DNA πολυμερών: Ένας αριθμός από μη λιπιδικά πολυκατιονικά πολυμερή σχηματίζουν συμπλέγματα με το DNA (πολυσυμπλέγματα) και προάγουν την μεταφορά του στα κύτταρα8. Παραδείγματα περιλαμβάνουν τα πολυ-L-λυσίνη, πολυαιθυλενιμίνη, πολυγλυκοζαμίνες και πεπτοειδή. Πολυ-L-λυσίνη-DNA συμπλέγματα αποβάλλονται ταχύτατα από την κυκλοφορία πιθανώς λόγω αλληλεπιδράσεων με τις πρωτεΐνες του πλάσματος όπως η αλβουμίνη15. Η πολυαιθυλενιμίνη έχει φανεί ότι προστατεύει το σύμπλεγμα DNA από διάσπαση στα λιποσώματα και παρέχει ένα μέσο προώθησης της απελευθέρωσης DNA από τα λιποσωμιακά διαμερίσματα και την επακόλουθη τοποθέτησή του στον πυρήνα16,17. Πρόσφατα φάνηκε ότι τα PEG πολυμερή της πολυαιθυλεναμίνης έχουν λίγες αλληλεπιδράσεις με τις πρωτεΐνες του πλάσματος, παρατεταμένο χρόνο ημίσειας ζωής στην κυκλοφορία και την ικανότητα να μεταφέρουν γονίδια στους όγκους χωρίς σημαντική τοξικότητα18. Οι Goldman και συν έδειξαν ότι η μεταφορά γονιδίου μέσω πολυγλυκοζαμινών σε ενδοκρανιακούς όγκους μπορεί να προκαλέσει επίπεδα έκφρασης, συγκρίσιμα με ιικά συστήματα. Αυτοί οι φορείς προκαλούν μικρή ή καμία ανοσολογική αντίδραση και σχετίζονται με περιορισμένη τοξικότητα in vivo19.

ΙΙ. Ιικοί φορείς γονιδιακής θεραπείας

Οι ιοί είναι σημαντικά μέσα γονιδιακής μεταφοράς αφού μπορούν αποτελεσματικά και με ειδικό τρόπο να διευκολύνουν την είσοδο και έκφραση από ανθρώπινα κύτταρα διαφόρων γονιδίων. Η κύρια πρόκληση από τη χρήση των ιικών φορέων βρίσκεται στην αποτελεσματικότητα στόχευσης από τους ιούς και στην εξάλειψη της ικανότητάς τους να προκαλούν λοίμωξη και νόσο. Αυτοί οι στόχοι επιτυγχάνονται με την τροποποίηση του ιικού γονιδιώματος ώστε να αφαιρεθούν αλληλουχίες που είναι απαραίτητες για τον αναδιπλασιασμό και την παθογένεια του ιού. Οι αφαιρεθείσες ιικές αλληλουχίες μπορεί να αντικατασταθούν από τα εξωγενή θεραπευτικά γονίδια. Τέτοιοι ιοί, προιόν γενετικής μηχανικής, θεωρητικά διατηρούν τον κυτταρικό τροπισμό του μητρικού ιού και εξασφαλίζουν την έκφραση των γονιδίων που χορηγούνται στον πληθυσμό κυττάρων στόχων, χωρίς να προκαλούν λοίμωξη. Γίνονται επίσης προσπάθειες αλλαγής του φυσιολογικού τροπισμού των ιών, μεταβάλλοντας ιικά συστατικά που μεσολαβούν την κυτταρική σύνδεση και ενδοκύττωση των ιών, ώστε να κατευθυνθούν οι ιοί-φορείς προς επιλεγμένα κύτταρα στόχους20. Το μεγαλύτερο μέρος της ανάπτυξης των ιικών φορέων αφορά τους ρετροϊούς (RV), αδενοϊούς (AV), αδενο-σχετιζόμενους ιούς (AAV), ερπητοϊούς (HSV) και ιούς της ευλογιάς (SPV), ενώ άλλοι ιοί υπό διερεύνηση είναι οι ρεοϊοί21, ο ιός της νόσου του Newcastle22, άλφα ιοί23 και ο ιός της φυσαλιδώδους στοματίτιδας24.

Ρετροϊοί - φορείς (RV): Oι RV ιοί είναι μονής έλικας διπλοειδικού RNA ιοί (Εικόνα 1). Οι C-τύπου RV που βασίζονται στον ιό της λευχαιμίας ποντικών Moloney (MoMLV) έχουν ιδιαίτερα μελετηθεί25. Οι RV εισέρχονται στα κύτταρα μέσω σύνδεσης επιφανειακής πρωτεΐνης (κωδικοποιείται από το env γονίδιο) με ειδικούς κυτταρικούς υποδοχείς. Μετά την είσοδο στο κύτταρο, το ιικό ένζυμο ανάστροφη τρανσκριπτάση (κωδικοποιείται από το pol γονίδιο) μεταγράφει το ιικό RNA γονιδίωμα σε αντίγραφο διπλής έλικας DNA, το οποίο μπορεί να μπει στον πυρήνα ανθρώπινων διαιρούμενων κυττάρων και να ενσωματωθεί στο γονιδίωμα του ξενιστή σε τυχαίες θέσεις, αν και αυτό το γεγονός φαίνεται να συμβαίνει κατά προτίμηση σε μεταγραφικά ενεργείς θέσεις. Για τον μητρικό ρετροϊό, η γονιδιακή έκφραση έχει ως αποτέλεσμα τον αναδιπλασιασμό, τη συνάθροιση και τον σχηματισμό περιβλήματος, καθώς και την επακόλουθη διάδοση λοίμωξης. Oι RV που χρησιμοποιούνται σε πρωτόκολλα γονιδιακής θεραπείας, έχουν μετατραπεί σε ιούς ανίκανους για αναδιπλασιασμό, με την αφαίρεση των gag, pol, και env γονιδίων τους (Εικόνα 1). Έτσι παράγονται λοιμώδη, αλλά μη αναδιπλασιαζόμενα μέρη των RV στις κυτταρικές σειρές, από πλασμίδια που στερούνται γονιδιακή αλληλουχία για σχηματισμό περιβλήματος26.

Αδενοϊοί - φορείς (AV): Πρόκειται για διπλής έλικας DNA ιοί (Εικόνα 2). Έχουν ταυτοποιηθεί περισσότεροι από 40 ορότυποι AV σε 6 ομάδες (Group A ως F). Οι ιοί ομάδας C (τύπος Ad2 και Ad5) έχουν αξιολογηθεί ως οι πλέον ικανοί υποψήφιοι για την μεταφορά γονιδίων27. Παρόλα αυτά, έως το 70% του γενικού πληθυσμού έχουν ουδετεροποιά αντισώματα έναντι των Ad2 και Ad5, τα οποία επιταχύνουν την κάθαρση των AV μετά την πρώτη χορήγηση. Οι αδενοϊοί εισέρχονται στα κύτταρα μέσω σύνδεσης στον υποδοχέα Coxsackie και αδενοϊού (Coxsackie Adenovirus Receptor-CAR), γεγονός που διευκολύνει την αλληλεπίδραση των ιικών αλληλουχιών αργινίνης-γλυκίνης-ασπαρτάσης με τις κυτταρικές ιντεγκρίνες. Μετά την ενδοκυττάρια είσοδό του, ο ιός διασπάται μερικώς και μεταφέρεται στον πυρήνα, όπου αρχίζει η έκφραση του ιικού γονιδίου. Πρόσφατα διαπιστώθηκε ότι η έκφραση του CAR μειώνεται σε διάφορους τύπους όγκων28. Τέτοια ευρήματα έχουν ιδιαίτερη επίπτωση στην εφαρμογή των αδενοϊικών φορέων σε ασθενείς με εκτεταμένη νόσο και τονίζουν τη σημασία της αλλαγής του φυσιολογικού τροπισμού αυτών των ιών, με τεχνικές γενετικής μηχανικής20. Ένα επιπλέον πρόβλημα αφαλείας δημιουργεί η χορήγηση αναδιπλασιαζόμενων αδενοϊών σε ασθενείς με καρκίνο, πολλοί από τους οποίους είναι ανοσοκατεσταλμένοι. Για το λόγο αυτό έχουν γίνει προσπάθειες να δημιουργηθούν AV ανίκανοι για πολλαπλασιασμό (replication defective AV, RDAV). Αυτό επιτυγχάνεται με την αφαίρεση ενός ή περισσότερων αρχικών γονιδίων του αδενοϊού (Ε1, Ε2, Ε3 και Ε4) (Εικόνα 2). Πρόσφατα, αυτή η διαδικασία έχει επεκταθεί ώστε να αφαιρείται όλη η κωδική αλληλουχία του γονιδιώματος του AV δημιουργώντας τα λεγόμενα ελάχιστης αλληλουχίας AV ή "αδύναμα" AV29-32.

Αδενοσχετιζόμενοι ιικοί φορείς (AAV): Οι αδενοσχετιζόμενοι ιοί (Adeno Associated Viruses-AAV) είναι ανθρώπινοι ιοί με μονή έλικα DNA, οι οποίοι δεν είναι γνωστό εάν προκαλούν νόσο33. Εισέρχονται στα κύτταρα μετά από σύνδεση με θειική ηπαρίνη, αλλά απαιτείται συν-λοίμωξη από έναν βοηθητικό ιό (AV ή ερπητοϊό) προκειμένου να αναδιπλασιαστούν. Απουσία του βοηθητικού ιού και λοίμωξη μόνο από AAV οδηγεί σε μία λανθάνουσα κατάσταση στην οποία το ιικό γονιδίωμα παραμένει είτε σε ενδοκάψια μορφή, είτε ως επισωμιακό DNA και επακόλουθη λοίμωξη του κυττάρου από έναν βοηθητικό ιό επιτρέπει την συνέχιση του αναδιπλασιασμού. Οι φορείς AAV έχουν πιθανά πλεονεκτήματα έναντι των RV και AV φορέων: α) μολύνουν μη διαιρούμενα κύτταρα και ενσωματώνονται σταθερά στο γονιδίωμα του ξενιστή, αν και αυτό είναι λιγότερο σημαντικό στην γονιδιακή θεραπεία του καρκίνου, όπου παροδική έκφραση χορηγούμενου γονιδίου μπορεί να είναι επαρκής και β) σε αντίθεση με τον RV η ενσωμάτωση συμβαίνει συνήθως σε συγκεκριμμένη θέση (στο χρωμόσωμα 19), μειώνοντας τον κίνδυνο της καρκινογένεσης από εισαγωγή (insertional mutagenesis). Παρόλα αυτά, στους AAV φορείς αυτή η χαρακτηριστική ικανότητα ενσωμάτωσης χάνεται λόγω της αφαίρεσης των rep πρωτεϊνών, σε μια προσπάθεια μείωσης του κινδύνου εμφάνισης ικανών για αναδιπλασιασμό AAV.

Φορείς απλού ερπητοϊού (HSV): Οι ιοί απλού έρπητα (HSV) είναι μεγάλοι ιοί με ένα γραμμικό διπλής έλικας DNA γονιδίωμα περί των 150kbp που κωδικοποιεί πάνω από 70 ιικές πρωτεΐνες34. Ο HSV εισέρχεται στα κύτταρα μετά από σύνδεση των ιικών gB και gD γλυκοπρωτεϊνών με εξωκυττάρια τμήματα της μεμβρανικής πρωτείνης θειικής ηπαράνης. Είναι παθογόνοι ιοί για τους ανθρώπους και έχουν την ικανότητα να εγκαθιστούν λανθάνουσες λοιμώξεις, γεγονός που έχει περιορισμένη θεραπευτική σπουδαιότητα, αλλά θέτει σοβαρά θέματα ασφάλειας όσον αφορά τη γονιδιακή θεθεραπεία του καρκίνου. Με ανάλογο τρόπο με αυτόν της παραγωγής AV φορέων, ο HSV μπορεί να μετατραπεί σε ανίκανο για αναδιπλασιασμό ιό με την απενεργοποίηση ενός μικρού αριθμού αρχικών γονιδίων κλειδιών (ICP6, ICP4, ICP22 και ICP27), τα οποία είναι απαραίτητα για την έκφραση άλλων γονιδίων του HSV. Διαγραφή των σημαντικότερων ιικών γονιδίων μπορεί να παράγει ογκολυτικούς HSV, οι οποίοι είναι τοξικοί στα κύτταρα του όγκου με ειδικό τρόπο, ενώ σέβεται τα υγιή κύτταρα. Επιπρόσθετα, μια και ένας μεγάλος αριθμός HSV γονιδίων μπορεί να αφαιρεθεί χωρίς να επηρεαστεί η ικανότητα παραγωγής ιικών φορέων, μεγάλες DNA αλληλουχίες που περιέχουν πολλαπλά γονίδια και τα ρυθμιστικά τους συστατικά μπορούν να συσσωρευτούν μέσα σε φορείς HSV. Μέχρι τώρα υπάρχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για την ανάπτυξη των λεγόμενων HSV amplicon φορέων οι οποίοι περιέχουν πολλαπλές επαναλήψεις μερικών HSV αλληλουχιών,οι οποίες αποτελούνται από μια αλληλουχία αναδιπλασιασμού και μία αλληλουχία σχηματισμού περιβλήματος35. Τέτοιοι φορείς είναι λοιμώδεις αλλά μη αναδιπλασιαζόμενοι και έχουν τεράστια χωρητικότητα. Η χρήση τους παρακάμπτει την κυτταροτοξικότητα και την ανοσολογική ενεργοποίηση που σχετίζεται με την ιική γονιδιακή έκφραση.

Ομοίως, στα πλαίσια της γονιδιακής θεραπείας του καρκίνου, τέτοιες μελέτες έχουν περιορισμένη σημασία και αυτοί οι φορείς είναι πιο πιθανό να χρησιμεύσουν στην αντιμετώπιση των μη κακόηθων καταστάσεων. Στη σφαίρα της γονιδιακής θεραπείας του καρκίνου, μεγαλύτερη προσοχή έχει δοθεί στην παραγωγή ογκολυτικών φορέων HSV. Μεταλλαγμένοι HSV με μη δραστική κινάση της θυμιδίνης (HSVtk) πολλαπλασιάζονται σε μιτωτικά μόνο κύτταρα36. Ομως, η χρήση τέτοιων ιών έχει το μειονέκτημα ότι αυτοί δεν είναι πλέον ευαίσθητοι στη γακυνκλοβίρη. Μεταλλαγμένοι HSV με ελλατωματικό ICP6 γονίδιο, το οποίο κωδικοποιεί την ιική ριβονουκλεοτιδική αναγωγάση αναδιπλασιάζονται σε διαιρούμενα κύτταρα του όγκου χωρίς να προκαλούν σημαντική τοξικότητα στα φυσιολογικά κύτταρα37. Ένας τέτοιος ιός, ο hrR3 φάνηκε να έχει αντικαρκινική δράση στο γλοίωμα και στον καρκίνο του ορθού σε μοντέλα τρωκτικών37,38, ενώ ο μεταλλαγμένος HSV-1716 περιέχει ένα διασπασμένο ICP34.5 γονίδιο και έχει εισαχθεί σε κλινικές μελέτες ασθενών με γλοίωμα40. Ο G207 ιός περιέχει μεταλάξεις στα ICP6 και ICP34.5 γονίδια και έχει παρατηρηθεί ότι καθυστερεί την αύξηση του όγκου σε προκλινικά μοντέλα τρωκτικών με γλοίωμα, καρκίνο ουροδόχου κύστης, καρκίνο του προστάση και καρκίνο του πνεύμονα, μετά από έγχυση στη βλάβη ή ενδοφλέβια χορήγηση41-44.

Φορείς ιού ευλογιάς (PV): Οι PV είναι ιοί διπλής έλικας DNA οι οποίοι περιλαμβάνουν τους ιούς vaccinia και canarypox (ALVAC). Ανασυνδυασμένοι PV που περιέχουν θεραπευτικά γονίδα έχουν χρησιμοποιηθεί σε προκλινικά μοντέλα διαφόρων καρκίνων45-47. Επιπλέον, σε μία κλινική μελέτη ασθενών με μεσοθηλίωμα παρατηρήθηκε γονιδιακή έκφραση μετά από πολλαπλές ενέσεις για περισσότερο από 3 μήνες, παρόλη την ανάπτυξη αντισωμιακής απάντησης48. Αρχικές θεραπευτικές μελέτες με φορείς PV επικεντρώθηκαν στην ικανότητά τους να μεταφέρουν γονίδια ανοσοδιεγερτικών κυτοκινών49,50. Τέτοιες μελέτες οδήγησαν σε φάσης I κλινικές μελέτες σε ασθενείς με μελάνωμα και διάφορα αδενοκαρκινώματα, συμπεριλαμβανομένου και του πνεύμονα51-53.

ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΕΣ ΓΟΝΙΔΙΑΚΗΣ ΘΕΡΑΠΕΙΑΣ ΚΑΡΚΙΝΟΥ ΤΟΥ ΠΝΕΥΜΟΝΑ

Η παθογένεια του καρκίνου του πνεύμονα είναι μία διαδικασία πολλών σταδίων, η οποία επιτυγχάνεται με διαδοχική συσσώρευση γενετικών βλαβών. Κάθε μία από αυτές τις ανωμαλίες (μεταλλάξεις απώλειας ή/και απόκτησης νέων λειτουργιών) μπορεί να αποτελέσει πιθανό στόχο για γονιδιακές θεραπευτικές προσεγγίσεις.

Ι. Διορθωτική γονιδιακή θεραπεία

Οι γενετικές αλλαγές που συναντώνται στα καρκινικά κύτταρα είναι δυνατόν να παρέχουν σε αυτά ένα πλεονέκτημα επιβίωσης. Τέτοιες αλλαγές μπορούν να διαχωριστούν σχετικά απλοποιημένα, σε αυτές που επιδρούν σε ογκοκατασταλτικά γονίδια (πρωτοογκογονίδια - TSG) και σε αυτές που επιδρούν σε γονίδια που προάγουν την αύξηση του όγκου (ογκογονίδια). Γι αυτό, οι προσπάθειες διόρθωσης των μη φυσιολογικών γονιδιακών λειτουργιών μπορούν να πάρουν δύο μορφές : α) την απόπειρα αποκατάστασης της φυσιολογικής λειτουργίας ενός μεταλλαγμένου κυτταρικού TSG ή ενός TSG που έχει εξαλειφθεί και β) τη προσπάθεια να εξουδετερωθεί η αυξητική επίδραση του ογκογονιδίου στον όγκο. Δυστυχώς, καθώς τα καρκινικά κύτταρα έχουν πολλαπλές μεταλλάξεις σε διάφορες οδούς η διόρθωση ενός γονιδίου μπορεί να μην είναι επαρκής για να επιτευχθεί το επιθυμητό θεραπευτικό αποτέλεσμα.

Αποκατάσταση της λειτουργίας των φυσιολογικών ογκοκατασταλτικών γονιδίων

Στόχος για την in vivo διορθωτική γονιδιακή θεραπεία του καρκίνου του πνεύμονα, αποτελούν τα γονίδια p53, Rb και τα ρυθμιστικά του κυτταρικού κύκλου γονίδια p16 και p21. Παρόλο που προκαταρκτικές μελέτες έχουν επιβεβαιώσει ότι η μεταφορά του TSG μπορεί να αλλάξει τον κακοήθη φαινότυπο τόσο in vivo, όσο και in vitro, η κύρια αδυναμία σε αυτήν τη στρατηγική είναι ότι κάθε κύτταρο ξεχωριστά πρέπει να αποτελεί στόχο, έτσι ώστε να εκριζωθεί ο όγκος. Ομως, η στρατηγική αυτή μπορεί να είναι πολύτιμη ως μέρος μιας πολυπαραγοντικής προσέγγισης, για παράδειγμα, σε συνδυασμό με κυτταροτοξική χημειοθεραπεία ή/και ακτινοθεραπεία.

p53: Το γονίδιο p53 προφυλάσσει από καταστροφή γενετικού υλικού ως ένας "φύλακας του γονιδιώματος"54. Ο φυσιολογικός, ατροποποίητος τύπος της p53 πρωτεΐνης επιτρέπει την παρατεταμένη παραμονή του κυττάρου στην G1/S φάση του κυτταρικού κύκλου που παρατηρείται, ώστε το κύτταρο να προσπαθήσει να διορθώσει το DNA, πριν την είσοδο στην φάση S του κυτταρικού κύκλου. Εάν η βλάβη υπερβαίνει την διορθωτική ικανότητα του κυττάρου, το p53 ωθεί το κύτταρο στην διαδικασία της απόπτωσης55. Η έκφραση μεταλλαγμένης p53 πρωτεΐνης δίνει κύτταρα ανίκανα να προκαλέσουν αυτή την λειτουργία. Συνεπώς, το κύτταρο συνεχίζει στον κυτταρικό κύκλο παρουσία της μη διορθωμένης βλάβης του DNA, η οποία, αν δεν είναι θανατηφόρα, θα μεταβιβαστεί στους απογόνους. Μία πρόσφατη μετα-ανάλυση επιβεβαίωσε την προγνωστική σημασία του μεταλλαγμένου ρ53 στα αδενοκαρκινώματα του καρκίνου του πνεύμονα, αλλά όχι στους καρκίνους του πνεύμονα πλακώδους ιστολογικού τύπου56. Οι προσπάθειες να διορθωθεί η έκφραση μη φυσιολογικού p53 in vitro και in vivo, εστιάστηκαν στην χρήση ιικών φορέων για την μεταφορά ενός ατροποποίητου τύπου p53 γονιδίου.

Προκλινικές μελέτες έδειξαν μειωμένη αύξηση των καρκινικών κυττάρων του πνεύμονα in vivo και in vitro, μετά από μεταφορά του ατροποποίητου τύπου p53, από αδενοϊούς57,58, ρετροϊούς59 και κατιονικά λιποσώματα60. Επιπροσθέτως, το Ad-p53 φάνηκε να ευαισθητοποιεί τα καρκινικά κύτταρα του πνεύμονα στις επιδράσεις της κυτταροτοξικής χημειοθεραπείας τόσο in vivo όσο και in vitro58,61. Ως αποτέλεσμα, αρχικές μελέτες φάσης I έχουν διεξαχθεί σε ασθενείς με καρκίνο του πνεύμονα. Oι Roth και συνεργάτες χορήγησαν σε 9 ασθενείς έναν ρετροϊικό φορέα που εξέφραζε τον ατροποποίητο τύπο p53. Ειδικές αλληλουχίες του φορέα του p53, ανιχνεύθηκαν σε βιοψίες μετά θεραπεία. Δεν τεκμηριώθηκε τοξικότητα σχετιζόμενη με τη θεραπεία, και σε 3 ασθενείς παρατηρήθηκε μείωση του μεγέθους του όγκου63. Μελέτες με Αd-p53 παρουσίασαν παρόμοια δεδομένα όσον αφορά την ασφάλεια, καθώς και ενδείξεις σταθεροποίησης της νόσου και μερικής ανταπόκρισης σε μερικούς ασθενείς63-65.

Rb: Το προϊόν του γονιδίου του ρετινοβλαστώματος Rb ρυθμίζει τη μετάβαση των κυττάρων από το όριο της φάσης G1/S του κυτταρικού κύκλου. Απώλεια της φυσιολογικής λειτουργίας του Rb μεταφέρει αυτό το σημείο και παρέχει στα κύτταρα ένα πλεονέκτημα ανάπτυξης. Υπάρχουν αναφορές, που δείχνουν ότι η μεταφορά του άγριου τύπου Rb σε όγκους πνεύμονα, ουροδόχου κύστης, υπόφυσης και σε νευροενδοκρινικούς όγκους προκαλεί ανταπόκριση σε μοντέλα όγκων τρωκτικών66-68, αλλά δεν έχει ακόμη δοκιμασθεί σε κλινικές μελέτες καρκίνου του πνεύμονα.

p21: Η πρωτεΐνη p21(waf1/cip1) είναι ένας αναστολέας της κυκλο-εξαρτώμενης κινάσης, ικανός να σταματήσει τον κυτταρικό κύκλο στη φάση G1, μέσω της αναστολής του αναδιπλασιασμού του DNA. Η έκφρασή της επάγεται από το γονίδιο p53 παρουσία βλάβης του DNA. Οι Joshi και συνεργάτες69 ανέφεραν ότι η μεταφορά του Ad-p21 προκάλεσε σημαντική καθυστέρηση αύξησης όγκου NSCLC τόσο in vitro, όσο και in vivo. Εχει επίσης αναφερθεί, αύξηση του p21 σε ασθενείς με NSCLC που υποβλήθησαν σε γονιδιακή θεραπεία με Ad-p53, και αυτή η αύξηση σχετίζεται με σταθεροποίηση ή υποχώρηση της νόσου70.

p16: Η πρωτείνη του γονιδίου p16 (MTS1/INK4A) δρα ως ένας σημαντικός ανασταλτικός ρυθμιστής της πορείας του κυτταρικού κύκλου. Μη φυσιολογική λειτουργίατου p16 σχετίζεται με κακοήθη φαινότυπο. Απεδείχθη ότι οι αδενοϊικοί φορείς που μεταφέρουν το p16 γονίδιο είναι ικανοί να μειώσουν in vitro τον πολλαπλασιασμό των κυττάρων σε NSCLC και SCLC71. Δεν έχει χρησιμοποιηθεί ως στόχος γονιδιακής θεραπείας σε κλινικές μελέτες ΚΠ.

Καταστολή της λειτουργίας των ογκογονιδίων

Ένας αριθμός από μεταλάξεις μπορεί να οδηγήσει σε άμεση ενεργοποίηση των ογκογονιδίων, τα οποία παρέχουν στον όγκο ένα πλεονέκτημα αύξησης και πολλαπλασιασμού ή την ικανότητα να αποφεύγει τις φυσιολογικές διαδικασίες απόπτωσης. Παραδείγματα τέτοιων ογκογονιδίων, τα οποία συχνά μεταλλάσονται στους καρκίνους, συμπεριλαμβανομένου και του καρκίνου του πνεύμονα, είναι τα γονίδια ras, myc, c-erbB2 και bcl-272-75. Η γονιδιακή θεραπεία στοχεύει στο να καταστείλει τη λειτουργία αυτών των μεταλλαγμένων γονιδίων.Για να είναι επιτυχής, πρέπει να στοχεύεται κάθε κύτταρο του όγκου ξεχωριστά. Παρόλα αυτά, μία χρήσιμη στρατηγική μπορεί να είναι ο συνδυασμός τέτοιας γονιδιακής θεραπείας με άλλους, συνήθεις κυτταροτοξικούς παράγοντες. Δύο κύριες στρατηγικές για αυτή την προγέγγιση έχουν περιγραφεί: τα συμπληρωματικά ολιγονουκλεοτίδια και τα καταλυτικά ριβοσωμιακά ένζυμα.

Τα συμπληρωματικά ολιγονουκλεοτίδια (Αntisense Oligonucleotides-ΑΟ) είναι αλληλουχίες νουκλεϊκών οξέων συμπληρωματικές στις αλληλουχίες των γονιδίων, που καλούνται να αναστείλλουν. Μέχρι τώρα, οι ακριβείς μηχανισμοί μέσω των οποίων δρουν τα ΑΟ δεν έχουν προσδιοριστεί. Θεωρείται ότι αναστέλλουν ειδικώς τις δραστηριότητες των ογκογονιδίων, είτε με το να συνδέονται με αλληλουχίες DNA και να εμποδίζουν την μεταγραφή, είτε με το να συνδέονται με αντίγραφα mRNA και να εμποδίζουν την μετάφραση.

Οι Schrump και συνεργάτες76 απέδειξαν ότι η "επιμόλυνση" των καρκινικών κυττάρων του πνεύμονα (NSCLC) με ένα συμπληρωματικό κυκλικό D1 παράγωγο μείωσε τον in vitro πολλαπλασιασμό και την καρκινογόνο ικανότητα σε ποντίκια. Οι Gao και συνεργάτες77 χρησιμοποίησαν in vitro συμπληρωματικό RNA έναντι των γονιδίων MDR1 και MRP, που ευθύνονται για την αντοχή στα κυτταροστατικά, σε κυτταρικές σειρές NSCLC. Μετά την ενδοκυττάρια χορήγηση DNA, με φορέα ιούς RV, η έκφραση των MDR1 και MRP μειώθηκε σημαντικά και τα κύτταρα έγιναν πιο ευαίσθητα σε κυτταροτοξική χημειοθεραπεία. Τέλος, η επίδραση των ΑΟ σε υποδοχείς επιδερμιδικού αυξητικού παράγοντα έδειξε να μειώνει τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό in vitro σε κύτταρα NSCLC78.

Τα ριβοσωμιακά ένζυμα (Ribozymes) είναι RNA μόρια με ενζυμική δράση, ώστε να καταλύουν τον κατακερματισμό μορίων mRNA79. Τα λεγόμενα σφυροκέφαλα ριβοσωμιακά ένζυμα (λόγω του σχήματος του μορίου τους) είναι τα πιο καλά μελετημένα μόρια αυτής της ομάδας.

Οι Cai και συνεργάτες80 ανέφεραν την ικανότητα ενός καταλυτικού RNA να διασπά το προ-αγγελιοφόρο RNA του p53 και ως συνέπεια, τα κύτταρα του NSCLC να παρουσιάζουν σημαντική μείωση του ρυθμού πολλαπλασιασμού τους. Μία διαφορετική προσέγγιση χρησιμοποιήθηκε από τον Watanabe και συν.81, οι οποίοι απέδειξαν ότι ένα ριβοσωμιακό ένζυμο είναι ικανό να διορθώσει μεταλλαγμένα p53 mRNA και έτσι να αυξήσει το κυτταρικό περιεχόμενο σε ατροποποίητο p53. Ένα σφυροκέφαλο ριβοσωμιακό ένζυμο εναντίον ενός K-ras φάνηκε να έχει δράση ενάντια κυτταρικών σειρών στον καρκίνο του πνεύμονα σε in vitro και in vivo μελέτες82.

ΙΙ. Κυτταροτοξική γονιδιακή θεραπεία

Η κυτταροτοξική γονιδιακή θεραπεία αποσκοπεί στην μεταφορά γονιδίων, τα οποία είναι ικανά να θανατώσουν τα καρκινικά κύτταρα άμεσα ή έμμεσα (με το να τα καθιστούν ευαίσθητα στη χημειοθεραπεία ή στην ακτινοβολία). Για την επίτευξη του σκοπού αυτού έχουν αναπτυχθεί αρκετές στρατηγικές:

Gene Directed Enzyme Prodrug Therapy (GDEPT)

Σύμφωνα με την ανωτέρω στρατηγική, ένα γονίδιο που δεν εκφράζεται στα φυσιολογικά ανθρώπινα κύτταρα και κωδικοποιεί ένα ένζυμο το οποίο μετατρέπει ένα προφάρμακο σε έναν ενεργό κυτταροτοξικό παράγοντα εισάγεται στο νεοπλασματικό κύτταρο. Το ένζυμο πρέπει να προκαλλεί την ελάχιστη ανοσολογική αντίδραση του ξενιστή (αν και για την ανοσορυθμιστική γονιδιακή θεραπεία, μία ανοσολογική αντίδραση μπορεί να είναι ωφέλιμη). Το προφάρμακο πρέπει να έχει ελάχιστη τοξικότητα και καλά μελετημένη φαρμακοκινητική, ενώ το ενεργό φάρμακο είναι ικανό να θανατώνει τα νεοπλασματικά κύτταρα, σε διάφορες φάσεις του κυτταρικού κύκλου83 (Εικόνα 3). Ένα επιπλέον πλεονέκτημα της στρατηγικής αυτής είναι η δυνατότητα να καταστρέφονται όχι μόνο τα νεοπλασματικά κύτταρα που προσλαμβάνουν και εκφράζουν το νέο γονίδιο, αλλά και τα γειτονικά τους (το λεγόμενο "bystander effect"), αφού το ένζυμο που παράγεται αποδεσμεύεται στο μικροπεριβάλλον του όγκου84.

Από έναν μεγάλο αριθμό θανατηφόρων γονιδίων που έχουν προταθεί ως στόχοι GDEPT, οι δύο πιο μελετημένες εφαρμογές της GDEPT είναι το σύστημα της κινάσης της θυμιδίνης των ιών του απλού έρπητα (HSVtk) και της γκανκυκλοβίρης (GCV) και το σύστημα της βακτηριακής διαμινάσης της κυτοσίνης του E.coli (CD) και της 5-φθοριοκυτοσίνης (5-FC). Όσον αφορά τις εφαρμογές τους στον καρκίνο του πνεύμονα, οι Osaki και συνερεγάτες85 ανέφεραν την δράση του HSVtk, κάτω από τον έλεγχο ενός CEA προωθητή, στην NSCLC κυτταρική σειρά A549, in vitro αλλά και in vivo. Σημαντική δράση του συστήματος HSVtk/GCV έχει επίσης αποδειχθεί in vivo σε υπεζωκοτικές μεταστάσεις86. Μία άμεση, in vitro σύγκριση του HSVtk και CD σε διάφορες κυτταρικές σειρές καρκίνου του πνεύμονα (NSCLC) αποκάλυψε ότι το CD έχει πιο σημαντική δράση, τόσο σε μεταλλαγμένα, όσο και σε μη μεταλλαγμένα κύτταρα87.

Γονιδιακή Θεραπεία Εναντι της Νεοαγγειογένεσης (AAGT)

Για να αυξηθεί σε μέγεθος ένας όγκος πέρα των 1-2 mm, είναι απαραίτητη η εξασφάλιση της αιμάτωσής του με τη δημιουργία νεόπλαστων αγγείων88,89. Σε φυσιολογικές συνθήκες, αυτή η διαδικασία είναι καλά ρυθμιζόμενη από διάφορους αγγειογενετικούς παράγοντες πιο σημαντικοί των οποίων είναι ο ινοβλαστικός αυξητικός παράγοντας (FGF-b) και ο αυξητικός παράγοντας αγγειακού επιθηλίου (VEGF), έτσι ώστε η αγγειογένεση να περιορίζεται κατά την διάρκεια του γυναικείου αναπαραγωγικού κύκλου, στην εγκυμοσύνη και στην επούλωση τραυμάτων90. Σε ασθενείς με καρκίνο, ο περιορισμός της νεοαγγειογένεσης στον καρκινικό ιστό προσφέρει την προοπτική μιας επιλεκτικής επίδρασης της αντι-αγγειογενετικής γονιδιακής θεραπείας (AAGT) με ελάχιστη τοξικότητα στους υγιείς ιστούς. Ο σχηματισμός νέων αγγείων απαιτεί μία σειρά σταδίων, περιλαμβάνοντας μετανάστευση ενδοθηλιακών κυττάρων, πολλαπλασιασμό και ωρίμανση, καθένα από τα οποία προσφέρει ένα πιθανό στόχο για θεραπευτική παρέμβαση91-93.

Η αποτελεσματικότητα των αναστολέων της αγγειογένεσης, αγγειοστατίνη και ενδοστατίνη94-97, αποδείχθηκε σε μοντέλα όγκων σε πειραματόζωα. Λόγω του ότι αυτοί οι παράγοντες είναι πρωτεΐνες, είναι ακατάλληλοι για επαναλαμβανόμενη ή συνεχή χορήγηση. Γι' αυτό, είναι κατάλληλοι για προσπάθειες μεταφοράς τους μέσω τεχνικών γονιδιακής θεραπείας. Η έκφραση της ενδοστατίνης από έναν ανασυνδυασμένο αδενοϊό που μεταφέρθηκε συστηματικά σε ποντίκια προκάλεσε υψηλά, σταθερά επίπεδα πλάσματος τα οποία ήταν επαρκή για να καθυστερήσουν την εμφάνιση ή εμφύτευση του όγκου, να μειώσουν την ανάπτυξη των εγκαταστειμένων όγκων και να αποτρέψουν την ανάπτυξη μεταστάσεων στο μοντέλο Lewis του καρκίνου του πνεύμονα98-99.

Σε κυτταρικές σειρές καρκίνου του πνεύμονα μπλοκαρίστηκε η δράση του VEGF με τη χρησιμοποίηση ενός διαλυτού τμήματος του υποδοχέα VEGF, του sFLT-1. Τα κύτταρα εκείνα τα οποία έχουν επιμολυνθεί με το sFLT-1 αναπτύχθηκαν αρκετά πιο αργά και είχαν μειωμένη ικανότητα να σχηματίζουν όζους στον πνεύμονα σε ένα πειραματικό μοντέλο μετάστασης100. Με παρόμοια προσέγγιση, φάνηκε ότι η ενδοογκική χορήγηση ενός AV φορέα που φέρει το γονίδιο του διαλυτού Tie2 (έναν υποδοχέα ειδικό για το ενδοθήλιο των αγγείων της κινάσης της τυροσίνης για την αγγειοποιητίνη-1) καθυστερεί την ανάπτυξη του όγκου με το να μπλοκάρει την αγγειοποιητίνη-1. Επιπλέον, χορήγηση του ίδιου AV φορέα μειώνει την εμφάνιση μεταστάσεων στον πνεύμονα101.

Γενετική επαγωγή της απόπτωσης

Ο κυτταρικός μηχανισμός απόπτωσης έχει αποτελέσει στόχο θεραπείας του καρκίνου του πνεύμονα σε, in vitro και in vivo μελέτες. Οι Coll και συεργάτες.102 απέδειξαν τη δράση του bax γονιδίου που προκαλεί απόπτωση, σε κυτταρικές σειρές καρκίνου του πνεύμονα in vitro. Επιπλέον, μετά από επαναλαμβανόμενες ενέσεις ατροποποίητου DNA στε όγκους καρκίνου τυο πνεύμονα υπήρξε σημαντική καθυστέρηση της ανάπτυξης του όγκου, αλλά όχι πλήρης εξάλειψή του. Παρόμοια στοιχεία για την επίδραση του bax έχουν αναφερθεί, χρησιμοποιώντας ένα ρυθμιζόμενο δυαδικό σύστημα AV103. Επιπλέον, μεταφορά ενός AV φορέα που περιέχει το γονίδιο Fas φαίνεται ότι κατευθύνει τα καρκινικά πνευμονικά κύτταρα σε απόπτωση μεσολαβούμενη από το γονίδιο p53104. Οι Griffith και συνεργάτες105 πρόσφατα περιέγραψαν τη χρήση ενός AV φορέα για την άμεση, in vitro επαγωγή της απόπτωσης μέσω του παράγοντα TNF, σε μία ποικιλία από καρκινικές κυτταρικές σειρές, περιλαμβανομένου και του καρκίνου του πνεύμονα. Η ίδια τεχνική ήταν αποτελεσματική και στην επαγωγή της απόπτωσης, μέσω ενεργοποίησης της κασπάσης.

Άλλες κυτταροτοξικές προσεγγίσεις γονιδιακής θεραπείας

Ο Spitzweg και συν. (1999) πρότειναν μια στρατηγική για την θεραπεία του καρκίνου, βασιζόμενη στην επιτυχή θεραπεία του καρκίνου του θυρεοειδούς με ραδιενεργό ιώδιο106,107. Η ικανότητα των φυσιολογικών και κακόηθων θυρεοειδικών κυττάρων να συγκεντρώνουν ιώδιο οφείλεται στην έκφραση του συνμεταφορέα ιωδιούχου νατρίου (sodium iodide symporter, NIS), το οποίο έχει κλωνοποιηθεί και ταυτοποιηθεί τα τελευταία χρόνια. Ένα πρωτότυπο σχήμα γονιδιακής θεραπείας που χρησιμοποιεί τη μεταφορά NIS γονιδίου για να προάγει την συσσώρευση ιωδίου σε καρκινικά κύτταρα του πνεύμονα, ίσως να επεκτείνει την χρησιμότητα της θεραπείας με ραδιενεργό ιώδιο.

Ο Boland και συν.108 προκάλεσαν την έκφραση του NIS ποντικών σε κυτταρικές σειρές καρκινικών κυττάρων του πνεύμονα, με γονιδιακή μεταφορά μεσολαβούμενη από αδενοϊούς και μπόρεσαν να αποδείξουν την πρόσληψη ραδιοϊωδίου καθώς και μια επιλεκτική κυτταροτοξική επίδραση του εγκλωβισμένου ραδιοϊωδίου in vitro. Ενώ μέχρι το 11% του εγχυόμενου ραδιοϊσοτόπου εντοπίστηκε ανά γραμμάριο ιστού όγκου σε προκλινικά μοντέλα καρκίνου του πνεύμονα, παραμένει να αποδειχθεί το θεραπευτικό αποτέλεσμα της εκλεκτικής αυτής συγκέντρωσης108,109.

ΙΙΙ. Ανοσορυθμιστική γονιδιακή θεραπεία

Παρά το γεγονός ότι πολλοί όγκοι εκφράζουν τα λεγόμενα αντιγόνα που σχετίζονται με τον όγκο (tumor-associated antigens, ΤΑΑ), τα οποία μπορούν να αναγνωριστούν από το ανοσολογικό σύστημα, η πρόκληση τεκμηριωμένων αντικαρκινικών ανοσολογικών αντιδράσεων είναι ιδιαίτερα σπάνιες. Αυτή η προφανής παραδοξολογία έρχεται σε αντίθεση με την υπόθεση ότι οι όγκοι αποφεύγουν το ανοσολογικό σύστημα με το να μειώνουν την ικανότητά τους για ανοσογένεση και με το να αμβλύνουν την επίδραση των ανοσολογικών αντιδράσεων που στρέφονται εναντίον τους110. Έχουν αναγνωριστεί μηχανισμοί που συμβάλλουν σε αυτό, όπως η μείωση ή απουσία έκφρασης των μορίων μείζονος συμπλέγματος ιστοσυμβατότητας (MHC) Τάξης I και των επαγωγικών B7.1/B7.2 που συμβαίνει σε πολλούς καρκίνους, συμπεριλαμβανομένου και του καρκίνου του πνεύμονα, και μειώνει την παρουσία των ΤΑΑ σε κυτταροτοξικά Τ λεμφοκύτταρα (CTL) (Εικόνα 4). Μεταλλάξεις σε οδούς που ρυθμίζουν την μεταρορά και παρουσίαση των πεπτιδίων στην επιφάνεια των κυττάρων του όγκου, μπορούν επίσης να τα αποκρύψουν από την ανίχνευση από τα CTL. Τα CTL που διεισδύουν στον καρκίνο του πνεύμονα μπορεί να θανατωθούν από την απελευθέρωση του διαλυτού Fas συνδέσμου (Fas ligand, FasL) από τα κύτταρα του όγκου, ενώ τα κακοήθη κύτταρα φαίνεται να είναι σχετικά ανθεκτικά σε αυτού του είδους τον θάνατο.

Η παρουσία τέτοιων ανοσολογικών βλαβών ώθησε το ενδιαφέρον σε προσεγγίσεις που στοχεύουν στην μεταφορά γονιδίων, τα οποία προάγουν την ανοσογονικότητα των όγκων και την ανταπόκριση του ανοσολογικού συστήματος110,111. Οι προσπάθειες ενεργοποίησης του ανοσολογικού συτήματος ενάντια στον καρκίνο έχουν τα εξής πιθανά πλεονεκτήματα: 1) η ειδικότητα των ανοσολογικών αντιδράσεων θα μειώσει την τοξικότητα σε φυσιολογικούς ιστούς, 2) οι ανοσολογικές αντιδράσεις που προκαλούνται από τα κύτταρα του πρωτοπαθή όγκου έχουν συστηματική δράση και μπορούν να στοχέσουν και τα κύτταρα δευτεροπαθών εντοπίσεων, 3) οι ανοσολογικές αντιδράσεις σχετίζονται με σημαντική ενίσχυση του αποτελέσματος, τέτοια ώστε ένα μικρό αρχικό ερέθισμα να προκαλεί μία μεγάλη αντίδραση, και 4) από τη στιγμή που θα προκληθεί και εγκατασταθεί η αντι-καρκινική ανοσία, θα είναι μόνιμη.

Μία λεπτομερής ανάλυση των κυτταρικών και χυμικών συστατικών που σχετίζονται με την παραγωγή αποτελεσματικών ανοσολογικών αντιδράσεων κατά του καρκίνου είναι πέρα από τους σκοπούς αυτής της ανασκόπηση;. Το κυτταρικό σκέλος του ανοσολογικού συστήματος έχει περισσότερο μελετηθεί και φαίνεται να είναι η πιο πρόσφορη οδός για ανάπτυξη ανοσορυθμιστικής γονιδιακής θεραπείας. Ο ρόλος της χυμικής ανοσίας στην παραγωγή ειδικών αντικαρκινικών αντισωμάτων δεν είναι τελείως ξεκάθαρος. Το κεντρικό σημείο της πρόκλησης μίας αντικαρκινικής αντίδρασης είναι η ενεργοποίηση των ειδικών CD8+ CTL, ικανών να αναγνωρίζουν τα ΤΑΑ και να τους κληροδοτούν την δύναμη να θανατώνουν κύτταρα που εκφράζουν αντιγόνα (Εικόνα 4). Μια σειρά από βήματα σε αυτή τη διαδικασία, έχουν εκτραπεί του φυσιολογικού στο περιβάλλον του όγκου και απoτελούν έτσι στόχο, για την ανοσορυθμιστική γονιδιακή θεραπεία.

Η Εικόνα 4 δείχνει μερικούς από τους τρόπους με τους οποίους η μεταφορά ενός θεραπευτικού γονιδίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί, για να παράγει ή να επιτείνει την ανοσολογική αντίδραση κατά των όγκων. Αυτές οι προσεγγίσεις μπορούν να διακριθούν στα παρακάτω: α) μεταφορά γονιδίων κυτοκινών για να αυξηθεί η συσσώρευση και η ανοσοδιέγερση των αντιγονοπαραγωγών κυττάρων (Αntigen Presenting Cells, APC) ιδιαιτέρως των δενδριτικών κυττάρων και μακροφάγων και των Τ-κυττάρων112, β) μεταφορά των γονιδίων που κωδικοποιούν επαγωγικά μόρια για να βελτιωθεί η ικανότητα των CTL να αναγνωρίζουν, να δεσμεύουν και να καταστρέφουν καρκινικά κύτταρα113, γ) έκφραση εξωγενών ανοσοαντιγόνων (π.χ. αλλογενετικά καρκινικά κυττάρα ή MHC μόρια) για να παραχθούν ισχυρές τοπικές ανοσολογικές και αντιφλεγμονώδεις αντιδράσεις, καθώς και να δημιουργηθεί ένα περιβάλλον που συμβάλλει στην πρόσληψη ΤΑΑ από τα APC (αποκαλούμενο διασταυρούμενο έναυσμα, cross priming)114, δ) μεταφορά κυτταροτοξικής γονιδιακής θεραπείας (π.χ. HSV-tk/GCV) με σκοπό την απελευθέρωση TAA, το οποίο μπορεί να φαγοκυτταρωθεί από τα APC και να παρουσιαστεί στα ανοσοδραστικά κύτταρα115, ε) μεταφορά κλωνοποιημένου TAA ως ατροποποίητο DNA, με σκοπό να παράγει ανοσοαντιδράσεις με μηχανισμούς οι οποίοι πιθανώς σχετίζονται με πρόσληψη και έκφραση του DNA από τα APC116.

Οι περισσότερες μελέτες για την ανοσορυθμιστική γονιδιακή θεραπεία διεξήχθησαν σε διάφορους τύπους όγκων, εκτός του καρκίνου του πνεύμονα. Αρκετό έργο έχει γίνει σε μοντέλα ζώων, χρησιμοποιώντας μεταφορά γονιδίων κυτοκινών γαι την διέγερση APC, CD4+ και CD8+ κυττάρων, με σκοπό να συσσωρευθούν στους όγκους και να θανατώσουν τα καρκινικά κύτταρα. Ιδιαίτερη προσοχή έχει δοθεί στη χρήση του παράγοντα ενεργοποίησης των ουδετερόφιλων &

© 2011 PNEUMON Magazine, Hellenic Bronchologic Society.
Developed by LogicONE Logo LogicONE