Кіріспе

Вирустарды терапиялық заттарға айналдыру үшін биотехнологияны қолдану. Вирустық терапия – вирустарды ауруларды емдеу үшін қайта бағдарламалау арқылы, вирустарды терапиялық заттарға айналдыру үшін биотехнологияны пайдалану. Вирустық терапияның үш негізгі саласы бар: қатерлі ісікке қарсы онколитикалық вирустар, гендік терапия үшін вирустық векторлар және вирустық иммунотерапия. Бұл салалар үш түрлі емдеу әдісін қолданады: геннің жоғары экспрессиясы, геннің жойылуы және «өлім генінің» жеткізілуі. Геннің жоғары экспрессиясы қажетті геннің экспрессия деңгейінің төмен болуы немесе жоқтығын толықтыру үшін генетикалық тізбектерді қосады. Геннің жойылуы ауруды тудыратын гендердің экспрессиясын тоқтату немесе азайту үшін РНК әдістерін қолданады. «Өлім генінің» жеткізілуі жасушаларда апоптоздық реакцияны тудыратын генетикалық тізбектерді енгізеді, әдетте қатерлі ісіктерді өлтіру үшін. Сәл басқа контексте, вирусотерапия вирустарды патогендерді өлтіру арқылы белгілі бір медициналық жағдайларды емдеу үшін қолдануды да білдіруі мүмкін.

Тарих

Честер М. Саутхэм, Мемориал Слоан Кеттеринг қатерлі ісік орталығының зерттеушісі, вирустарды қатерлі ісікті емдеуге пайдалану мүмкіндігін зерттеуді бастап кетті.

Онколиздік вирусотерапия

Онколиздік вирусотерапия жаңа идея емес – 1950 жылдардың ортасында дәрігерлер вирустық инфекцияға шалдыққан немесе жақында вакцина салдырған қатерлі ісікпен ауыратын науқастардың жағдайының жақсаруын байқады. Бұл көбінесе вирустық инфекцияға жауап ретінде интерферон мен ісік некрозы факторларының өндірісімен байланысты болды, бірақ қазір онколиздік вирустар тек қана қатерлі ісік жасушаларын таңдап жою үшін жасалуда. 1940-1950 жылдары вирустарды ісіктерді емдеуде пайдалану мүмкіндігін зерттеу үшін жануарлар моделінде зерттеулер жүргізілді. 1940-1950 жылдары онколиздік вирустармен алғашқы адамдарға жасалған клиникалық сынақтар басталды.

Механизм

Онколиздік вирустар екі механизм арқылы мақсаттарына жетеді деп саналады: ісік жасушаларын таңдап өлтіру және иесінің иммундық жүйесін жұмылдыру. Қатерлі ісіктерді емдеудегі басты қиындықтардың бірі – қатерлі емес жасушаларды елемей, ісік жасушаларын нысанаға алатын ем табу. Вирустар таңдалады, себебі олар вирусқа жасушаға енуге мүмкіндік беретін қатерлі жасушалар экспрессиялайтын белгілі бір рецепторларды нысаналай алады. Мысалы, қызылша вирусының миелома жасушаларындағы CD46 рецепторын нысанаға алуын келтіруге болады. Бұл рецепторлардың экспрессиясы ісік жасушаларында көбінесе жоғарылайды. Қолданылған жеткізу әдістері: ісік ішіне енгізу, тамырға енгізу, іш қуысына енгізу және тағы да басқалар. Қазіргі уақытта онколиздік вирустармен зерттелген ісік түрлері: орталық нерв жүйесінің ісіктері, бүйрек қатерлі ісігі, бас және мойын қатерлі ісігі, жұмыртқа безінің қатерлі ісігі және тағы да басқалары. Вирустан екі ген алынып тасталды – біреуі жеке жасушаның қорғанысын тоқтатуға, ал екіншісі вирусқа иммундық жүйеден қашуға көмектесуге арналған. Сонымен қатар, адамның GM-CSF гені қосылды. Препарат қатерлі жасушаларда көбейіп, оларды жарылуға мәжбүр етеді; сонымен қатар иммундық жауапты күшейту үшін жасалған, бірақ 2016 жылға дейін бұған ешқандай дәлел табылған жоқ. Препаратты BioVex, Inc. компаниясы жасап, бастапқыда әзірлеген, ал 2011 жылы BioVex компаниясын сатып алған Amgen компаниясы оны дамытуды жалғастырды. Бұл Батыста алғаш рет мақұлданған онколиздік вирус.

Басқалар

RIGVIR – Латвия Республикасының Мемлекеттік дәрілік заттар агенттігі 2004 жылы мақұлдаған вирусотерапиялық препарат. Бұл – эховирустар тұқымдасына жататын, 7 типті жабайы ЭХО вирусы. Эховирустың қатерлі ісікті жоюға қабілетті (онколиздік) вирус ретінде қолданылу мүмкіндігін латвиялық ғалым Айна Муцениеце 1960 және 1970 жылдары ашқан. 2017 жылға дейін RIGVIR-дің қатерлі ісікке қарсы тиімді ем екенін көрсететін нақты дәлелдер болған жоқ. 2019 жылдың 19 наурызында ECHO 7 өндірушісі SIA LATIMA қаржылық және стратегиялық себептер, сондай-ақ жеткіліксіз пайдалылыққа байланысты Латвияда препаратты сатудан алып тастау туралы хабарлады. Бірақ бірнеше күннен кейін жүргізілген тергеу бағдарламасы Мемлекеттік дәрілік заттар агенттігінің препарат флакондарын зертханада тексергенін және ЭХО 7 вирусының мөлшері өндіруші көрсеткеннен әлдеқайда аз екенін анықтады. 2019 жылдың наурыз айында Латвияда ECHO 7 таратылуы тоқтатылды.

Қиындықтар мен болашақ перспективалар

Онколиздік вирустар ісік жасушаларын нақты нысанаға алу үшін гендік инженерлік жасалғанмен, қарама-қарсы әсерлерге ұшырау мүмкіндігі әрқашан бар, бұл әдетте сол вирусқа тән симптомдарға алып келеді.

Механизм

Генді жеткізу үшін вирустық материалды пайдалану вирустық векторды жасаудан басталады. Вирустық вектордың молекулалық механизмі вектордан векторға әр түрлі болғанымен, кейбір жалпы принциптер ескеріледі. Бір геннің жетіспеушілігін тудыратын генетикалық мутацияға байланысты пайда болатын ауруларда, сол ген қайтадан қосылады. Геннің шамадан тыс экспрессиялануына байланысты ауруларда, генді өшіру үшін вирустық гендік инженерия қолданылуы мүмкін. Бірінші жағдайда, вирустық вектор тікелей пациенттің ағзасына немесе тіндеріне жіберіледі. Екінші жағдайда, қажетті тіндер алдымен алынып, генетикалық түрлендіріліп, содан кейін пациентке қайта трансплантацияланады. Гендерді жеткізудің және/немесе жасушаларға интеграциялаудың молекулалық механизмдері қолданылатын вирустық векторға байланысты өзгереді. Luxturna – АҚШ-та моногенетикалық ауруды емдеуге бекітілген алғашқы гендік терапия. 2018 жылдан бері ЕО-да қолдануға рұқсат етілген. 2019 жылы FDA екі жасқа дейінгі балалардағы жұлын бұлшық еттерінің атрофиясын емдеу үшін AAV векторына негізделген Zolgensma гендік терапиялық өнімін мақұлдады. 2019 жылдың тамызына қарай, бұл әлемдегі ең қымбат ем болып табылады, құны екі миллион АҚШ долларынан асып түседі. Novartis компаниясы 2019 жылға дейін ЕО-да препаратты сатуға рұқсат алуға тырысып келеді. Бұл Т-лимфоциттерінің қажетсіз белокты өндіретін жасушаларға шабуыл жасауына себеп болады. Қазіргі уақытта Tisagenlecleucel және Axicabtagene ciloleucel есімді екі терапия FDA-ның жедел лимфобласты лейкемияны және ірі В-жасушалы лимфоманы емдеу үшін мақұлдаған. Бұл ЕО-да алғаш рет мақұлдаған гендік терапия. Препарат АҚШ-та FDA мақұлдауын алған жоқ және өндірушісі 2017 жылы тиімділік мәселелеріне байланысты оны өндіруді тоқтатты. Қазіргі уақытта препаратты ЕО-да қолдануға рұқсат жоқ. Дегенмен, иммундық артықшылықтары бар жерлерде, мысалы, көз жақтағы вирустық векторларға реакция, дененің басқа жерлеріне қарағанда әлсіз болуы мүмкін. Басқа виротерапия түрлері сияқты, мақсаттан тыс геномды өңдеудің алдын алу да маңызды мәселе. Вирустық гендік өңдеуден басқа, CRISPR гендік өңдеуі сияқты басқа геномды өңдеу технологиялары гендерді жеткізуді жақсырақ бақылау мүмкіндігін ұсынады және дәлірек болуы көрсетілген.

Қатерлі ісікпен емдеу

Қатерлі ісік жағдайында вирустық иммунотерапия ағзаның иммундық жүйесін қатерлі жасушалармен күресуге жақсырақ дайындауға көмектеседі. Вакциналардың дәстүрлі түсінігіндегідей, қатерлі ісіктің пайда болуын болдырмаудың орнына, қатерлі ісікке қарсы вакциналар оны емдеу үшін қолданылады. Бұл механизм вирус пен емдеу әдісіне байланысты. Бұрын талқыланған онколиздік вирустар, жасушалардың ыдырауы кезінде ісікке байланысты антигендерді босату арқылы, сондай-ақ қатерлі ісіктің микроортасын бұзу арқылы организмнің иммундық жүйесін ынталандырады, бұл оларға организмнің иммундық жүйесінен қашуға көмектеседі. Вирустық терапияның потенциалды әдістерін зерттеген протозоалардың бірі – Naegleria fowleri, ол бастапқы амебалық менингоэнцефалитті (PAM) тудырады. 95% өлім-жітім көрсеткішімен, бұл ауруды қоздыратын эукариоттық организм белгілі ең қауіпті патогендердің бірі болып табылады. PAM-ды емдеуге арналған химиотерапиялық препараттардың бұл амебаға қарсы әсері қан-ми тосқауылын (қан-мұғза кедергісі) жеңуде қиындық тудырады. Алайда, протозойлық патогендердің вирулентті вирустарының (VVPP) эволюциясы, бактериофагтарға ұқсас механизм арқылы қан-ми тосқауылын жеңіп, осы эукариоттық ауру тудыратын организмге оңай қол жеткізе алатын вирустық терапияларды жасауға мүмкіндік береді. Бұл VVPP өздігінен көбейтіледі, сондықтан оларды сирек және төмен дозада қолдануға болады, бұл уыттылықты азайтуға ықпал етеді. Бұл протозойлық ауруларды емдеу әдістері бактериофагтық вирустық терапия сияқты үлкен перспективаға ие болғанымен, эукариоттық патогенділікке қабілетті вирустарды қолданудың эволюциялық салдары айқын қауіпті құрайды. VVPP эукариоттық беттік ақуыздар мен ДНК-ны өңдеу ақуыздарын манипуляциялайтын ДНК енгізу және көбейту механизмдерін дамытқан. Сондықтан VVPP инженериясы мутацияға ұшырап, жұқтырған организмнің беттік ақуыздарына байланысып, ДНК-сын өзгерте алатын вирустарды бақылауға алуы керек.