Gentherapeutischer Einsatz von membranständigen Tumornekrosefaktor-exprimierenden retroviralen Vektoren am Modell des Meth-A-Sarkoms und des B16-Melanoms in vivo

Abstract

Obwohl zahlreiche in vitro- und in vivo-Studien die antitumorale Eigenschaft von TNF demonstrierten, wird die klinische Anwendung von TNF in der Therapie von Krebserkrankungen durch die bei systemischer Verabreichung auftretenden erheblichen Nebenwirkungen und die verhältnismäßig niedrigen Ansprechraten der Tumoren limitiert. In der vorliegenden Arbeit wurde an den Tumormodellen des Meth-A-Sarkoms und des B16-Melanoms die Wirkung der gentherapeutischen Tumorbehandlung mit membranständigem Tumornekrosefaktor (tmTNF) auf die Tumorzellen und auf das Tumorendothel untersucht. Hierzu wurde der für die cDNA von tmTNF kodierende retrovirale Vektor pBabe Neo verwendet. Da für eine effiziente Infektion der Zielzellen ein hoher viraler Titer notwendig ist, wurden die Retroviren zunächst mittels Zentrifugation konzentriert. In vivo konnte gezeigt werden, dass die intratumorale Injektion des für tmTNF kodierenden retroviralen Vektors in Meth A Fibrosarkomen die Ausbildung von Tumornekrosen induziert. Nach Injektion eines Kontrollvirus, das nicht für tmTNF kodierte, fanden sich hingegen keine Tumornekrosen. Anschließend wurde geprüft, ob die intratumorale Injektion des Viruskonzentrates die tumornekrotisierende Wirkung von nachfolgend systemisch verabreichtem TNF potenzieren kann. Die antitumorale Wirkung des therapeutischen Gens wurde dabei durch die anschließende intratumorale Injektion, jedoch nicht durch eine systemische Verabreichung, von löslichem TNF (sTNF) verstärkt. In B16-Melanomen induzierte bereits die alleinige intratumorale Injektion von Retroviren, unabhängig davon, ob die Retroviren für tmTNF kodierten oder nicht, die Entstehung von Tumornekrosen. Durch die nachfolgende systemische Applikation von sTNF konnte kein zusätzlicher tumornekrotisierender Effekt erzielt werden.Abschließend wurde am Meth-A-Sarkom untersucht, ob die gentherapeutische Vorbehandlung des Tumorendothels mit tmTNF die antineoplastische Wirkung des Zytostatikums Melphalan potenzieren kann. Es stellte sich heraus, dass die intratumorale Behandlung der Tumoren mit dem für tmTNF kodierenden Virus eine leichte wachstumshemmende Wirkung auf die Tumoren hatte. Die Wachstumshemmung wurde durch die anschließende systemische Behandlung mit Melphalan jedoch nicht verstärkt.

Although numerous in vitro- and in vivo-studies have demonstrated the antitumoral property of TNF, the clinical use of TNF in the therapy of cancer is limited by the severe side effects and the relatively low response of the tumors to therapy when administered systemically. In this study, the effect of gene therapeutic tumor therapy with transmembrane tumor necrosis factor (tmTNF) in tumor cells and tumor endothelium was determined in the meth A sarcoma and the B16-Melanoma tumor models. To this effect, the cDNA of the retroviral vector pBabe Neo encoding tmTNF was used. As a high viral titer is necessary for efficient infection of the target cells, the retroviruses were concentrated by centrifugation. In vivo results showed that the intratumoral injection of the retroviral vector encoding tmTNF induced tumor necrosis in meth A sarcoma. However, no tumor necrosis was detected after injection of a control virus not encoding tmTNF. Furthermore, tests were carried out to determine whether the intratumoral injection of the concentrated virus is able to intensify the antitumoral effect of subsequent, systemically injected TNF. Results obtained demonstrated that the antitumoral effect of the therapeutic gene was increased by subsequent intratumoral injection, but not by systemic treatment with soluble TNF (sTNF). In B16-Melanoma, even the sole intratumoral injection of the retrovirus induced tumor necrosis, regardless of whether or not the Retroviruses encoded tmTNF. Subsequent, systemic administration of sTNF had no additional effect on tumor necrosis. Finally, an investigation was conducted to determine whether the gene therapeutic pretreatment of the tumor endothelium with tmTNF is capable of enhancing the antineoplastic effect of the cytostatic drug Melphalan in meth A sarcoma. The findings revealed that the intratumoral treatment of the tumors with the virus encoding tmTNF had a slight growth-retarding effect. However, growth inhibition was not intensified by subsequent systemic treatment with Melphalan.