Development of recombinant oncolytic Coxsackievirus B3 for treatment of colorectal carcinoma

AHMET HAZİNİ

Development of recombinant oncolytic Coxsackievirus B3 for treatment of colorectal carcinoma

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, BİYOMÜHENDİSLİK ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2018

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: AHMET HAZİNİ

Danışman: İbrahim Işıldak

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Kolorektal kanser, dünya genelinde ölüm oranı en yüksek kanser türüdür. Geleneksel kanser terapötikleri yalnızca erken kanser evresindeki hastalarda etki göstermekte, teşhisin geç dönemde yapıldığı durumlarda ise hayatta kalım oranı dramatik şekilde %10 seviyelerine düşmektedir. Bu nedenle yeni tedavi yöntemlerine acil ihtiyaç duyulmaktadır. Onkolitik viroterapi, virüsleri kansere karşı kullanarak yapılan yeni bir tedavi türüdür. Klinik deneylerde birçok farklı virüs türünün çeşitli kanser tiplerine karşı etkinliği kanıtlanmıştır. Pikornavirüs ailesinin tek sarmallı RNA virüsü olan üyesi olan Coxsackievirus B3 (CVB3), akciğer kanserine karşı yeni bir onkolitik virüs olarak tanımlanmıştır. Ancak, CVB3 miyokardit, pankreatit veya ensefalit gibi ciddi hastalıklara neden olabilmekte ve bu yan etkilerin seyri direk olarak CVB3ʹün belirli suşu tarafından belirlenmektedir. Bu tez çalışmasında, ilk olarak, hücrelere girmek için CAR reseptörü kullanan farklı CVB3 laboratuvar suşlarını (Nancy, 31-1-93 ve H3) ve heparan sülfatı reseptör olarak kullanan CVB3 PD suşunun, kolorektal karsinomları liz etme potansiyeli ve güvenlik profilleri araştırılması hedeflendi. İn vitro deneyler, CVB3 suşlarının, kolorektal karsinoma hücrelerini enfekte etmekte değişkenlik gösterdiğini ve sonuç olarak farklı etkinlikte hücre lizisine etken olduklarını ortaya koydu. En etkili suş, incelenen kolorektal karsinoma hücre dizilerinin beşini de liz edebilen CVB3-PD idi. CAR-bağımlı CVB3 suşlarının litik aktiviteleriyle hücre yüzeylerinde ifade edilen CAR oranları arasında herhangi bir korelasyon gözlenmemesine rağmen, PD suşunun litik etkinliği hücrelerde ifade edilen HS miktarıyla doğru orantılı bir ilişkilendirme göze çarptı. CVB3 Nancy, 31-1-93 veya PD'nin, BALB/c immün yetmezliği bulunan farelerde bulunan subkutanöz kolorektal DLD1 tümörlerine intratümöral enjeksiyonu, her deney grubunda da tümör büyümesinde güçlü bir gerilemeye neden oldu. Etki, enjekte edilen tümörde olduğu gibi, enjekte edilmemiş kontralateral tümörde de görüldü. Bununla birlikte, 31-1-93 ve Nancy ile tedavi edilen tüm hayvanlar, şiddetli sistemik enfeksiyon sonucu olarak, virüs enjeksiyonundan 6 ve 8 gün sonra öldürüldü. Buna karşılık, PD ile tedavi edilen altı hayvandan beşinde sistemik bir viral enfeksiyon belirtisi görülmedi ve herhangi bir organda PD tespit edilmedi. Bu sonuçlar, PD'nin kolorektal kanser tedavisinde kullanılmak üzere potansiyel ve güvenli bir onkolitik CVB3 türü olabileceğini göstermektedir. CVB3ʹün güvenliğini arttırmak için, pankreasa spesifik bir mikroRNA'nın bir mikro RNA hedef bölgesi (miR-TS) virüs genomuna eklendi ve rekombinant CVB3 in vitro ve in vivo koşullarda analiz edildi. miRNA'ların kullanılarak CVB3'e karşı en duyarlı organ olan pankreasın hedef olmaktan çıkarılması, hayvanlara yaşam sürelerini anlamlı bir biçimde yükseltti. Virus pankreasta replike olamadı ve tüm hayvanlar sağlıklı olarak hayatta kaldı. Tersine, kolorektal karsinomlar doğal fenotip CVB3 ile enfekte edilmiş tümörler kadar verimli şekilde yok edildi. Son olarak, yönlendirilmiş evrim stratejisi kullanılarak, enfeksiyona dirençli kolorektal kanser hücre dizisine karşı CVB3'ün etkinliğinin artırılması amaçlandı. Sonuçlar, CVB3'ün spesifik olarak tümör hücrelerine adapte olabileceğine ve bu adaptasyonun tümör hücrelerinin CVB3 enfeksiyonuna karşı direncinin kırılmasına yol açtığını ortaya koydu.