Oncolytic viruses in the treatment of malignancies in children
Abstract
According to the Ministry of Health, cancer is one of the leading causes of morbidity and mortality among the population of developed countries. Despite advances in the field of molecular oncology, the effectiveness of traditional tumor treatment methods is limited due to injury, high complication rate and low selectivity. In recent years, there has been an active development of methods based on the use of oncolytic viruses, which purposefully destroy malignant cells, minimizing the impact on healthy tissues. Virotherapy, based on the use of non-cellular infectious agents, provides the opportunity to create safe and effective therapies. This article discusses the mechanisms of oncolysis, including autophagy, apoptosis, necrosis, pyroptosis and necroptosis, which play a key role in inducing cell death in cancer cells. Various classes of oncolytic viruses, such as adenoviruses, herpesviruses and picornaviruses, and their potential as antitumor agents are also described. In conclusion, the introduction of oncolytic therapy into clinical practice opens up new horizons in the treatment of oncological diseases and brings hope to patients suffering from intractable forms of cancer.
References
Каприн А.Д., Старинский В.В., Петрова Г.В. Злокачественные новообразования в России в 2018 году (заболеваемость и смертность). Издательство МНИОИ им. П.А. Герцена; 2018.
Оппедизано М.Д.Л., Ищенко И.О., Пюрвеев С.С. Иммунотерапия диссеминированной меланомы кожи. Forcipe. 2020;3:821–822.
Dock G. Rabies virus vaccination in a patient with cervical carcinoma. American Journal of the Medical Sciences. 1904;127:563–565.
Voroshilova M.K. Potential use of nonpathogenic enteroviruses for control of human disease. Journal of Medical Virology. 1989;36:191–202.
Нетесов С.В., Кочнева Г.В., Локтев В.Б. и др. Онколитические вирусы: достижения и проблемы. Медицинский алфавит. 2011;3:26–33.
Martuza R. Experimental therapy of human glioma by means of a genetically engineered virus mutant. Science. 1991;252:854–856.
Elsedawy N.B., Russell S.J. Oncolytic vaccines. Expert Review of Vaccines. 2013;12:1155–1172.
Fountzilas C., Patel S., Mahalingam D. Review: oncolytic virotherapy, updates and future directions. Oncotarget. 2017;60:102617–102639.
Workenhe S.T., Mossman K.L. Oncolytic virotherapy and immunogenic cancer cell death: sharpening the sword for improved cancer treatment strategies. Molecular Therapy. 2014;22:251–256.
Оппедизано М.Д.Л., Ищенко И.О. Роль аутогенных дендритных клеток в терапии диссеминированной меланомы кожи. Forcipe. 2019;4:15–23.
Глухов А.И., Сивохин Д.А., Серяк Д.А. и др. Онколитические вирусы как иммунотерапевтические агенты в лечении злокачественных новообразований. Вестник РАМН. 2019;74:108–117.
Ковалева О.В., Шитова М.С., Зборовская И.Б. Аутофагия: клеточная гибель или способ выживания? Клиническая онкогематология. 2014;2:103–113.
Hu L., Jiang K., Ding C., Meng S. Targeting autophagy for oncolytic immunotherapy. Biomedicines. 2017;5:1–9.
Zhong Z., Sanchez-Lopez E., Karin M. Autophagy, inflammation, and immunity: a troika governing cancer and its treatment. Cell. 2016;166:288–298.
Ito H., Aoki H., Kuhnel F. et al. Autophagic cell death of malignant glioma cells induced by a conditionally replicating adenovirus. Journal of the National Cancer Institute. 2006;98:625–636.
Коржевский Д.Э., Григорьев И.П., Колос Е.А. и др. Молекулярная нейроморфология. Нейродегенерация и оценка реакции нервных клеток на повреждение. СпецЛит; 2015.
Варга О.Ю., Рябков В.А. Апоптоз: понятие, механизмы реализации, значение. Экология человека. 2006;7:28–32.
Kroemer G., Galluzzi L., Kepp O., Zitvogel L. Immunogenic cell death in cancer therapy. Annual Review of Immunology. 2013;31:51–72.
Dejean L.M., Martinez-Caballero S., Kinnally K.W. Is MAC the knife that cuts cytochrome С from mitochondria during apoptosis? Cell Death & Differentiation. 2006;13:1387–1395.
Мутовин Г.Р. Клиническая генетика. ГЭОТАР-Медиа; 2010.
Bartlett D.L., Liu Z., Sathaiah M. et al. Oncolytic viruses as therapeutic cancer vaccines. Molecular Cancer. 2013;12:1–16.
Fielding A.K. Measles as a potential oncolytic virus. Reviews in Medical Virology. 2004;15:135–142.
Аммур Ю.И., Борисова Т.К., Зверев В.В. Вирус кори как онколитический агент. Вопросы вирусологии. 2013;1:116–131.
Zychlinsky A., Prevost M.C., Sansonetti P.J. Shigella flexneri induces apoptosis in infected macrophages. Nature. 1992;358:167–169.
Brennan M.A., Cookson B.T. Salmonella induces macrophage death by caspase-1-dependent necrosis. Molecular Microbiology. 2000;38:31–40.
Вартанян А.А., Косоруков В.С. Пироптоз — воспалительная форма клеточной гибели. Клиническая онкогематология. 2020;13:129–135.
Гариб Ф.Ю., Ризопулу А.П. Инфламмасомы и воспаление. Российский иммунологический журнал. 2017;20:30–36.
Ситковская А.О., Златник Е.Ю., Новикова И.А., Кит О.И. Вирус болезни Ньюкасла и иммунитет — эффективный альянс в борьбе против рака. Сибирский онкологический журнал. 2018;17:105–113.
Копеина Г.С., Замараев А.В., Животовский Б.Д., Лаврик И.Н. Программируемый некроз и регенерация тканей. Гены и клетки. 2018;13:35–38.
Woller N., Gurlevik E., Ureche C.-I., Kuhnel F. Oncolytic viruses as anticancer vaccines. Frontiers in Oncology. 2014;4:1–13.
Erkes D.A., Xu G., Daskalakis C. et al. Intratumoral infection with murine cytomegalovirus synergizes with pd-l1 blockade to clear melanoma lesions and induce long-term immunity. Molecular Therapy. 2016;24:1444–1455.
Поздеев О.К. Медицинская микробиология. ГЭОТАР-Медиа; 2005.
Knipe D.M., Howley P.M. Fields Virology. Lippincott Williams & Wilkins; 2013.
Святченко В.А., Тарасова М.В., Нетёсов С.В., Чумаков П.М. Онколитические аденовирусы в терапии злокачественных новообразований: современное состояние и перспективы. Молекулярная биология. 2012;46:556–569.
Bischoff J.R., Kirn D.H., Williams A. et al. An adenovirus mutant that replicates selectively in p53-deficient human tumor cells. Science. 1996;274:373–376.
Niemann J., Kuhnel F. Oncolytic viruses: adenoviruses. Virus Genes. 2017;53:700–706.
Львов Д.К. Медицинская вирусология. Медицинское информационное агентство; 2008.
Bowman B.R., Baker M.L., Frazer J Rixon F.J. et al. Structure of the herpesvirus major capsid protein. The EMBO Journal. 2003;22:757–765.
Литусов Н.В. Герпесвирусы. УГМУ; 2018.
Benencia F., Courreges M.C., Fraser N.W., Coukos G. Herpes virus oncolytic therapy reverses tumor immune dysfunction and facilitates tumor antigen presentation. Cancer Biology & Therapy. 2008;7:1194–1205.
Lawler S.E., Speranza M.-C., Cho C.-F., Chiocca A.E. Oncolytic viruses in cancer treatment, a review. JAMA Oncology. 2003;3:841–849.
Петровский Б.В. Большая медицинская энциклопедия. Советская энциклопедия; 1974–1989.
Генералов И.И. Медицинская вирусология. ВГМУ; 2017.
Борисов Л.Б. Медицинская микробиология, вирусология, иммунология. Медицинское информационное агентство; 2005.
Smee D.F., Sidwell R.W. A review of compounds exhibiting anti-orthopoxvirus activity in animal models. Antiviral Research. 2003;57:41–52.
Кочнева Г.В., Сиволобова Г.Ф., Юдина К.В. и др. Онколитические поксвирусы. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2012;1:8–15.
Литусов Н.В. Парамиксовирусы (вирусы парагриппа, эпидемического паротита и кори). УГМУ; 2018.
Горячкина Н.С., Радакова Е.Д., Байнов Н.А. и др. Частная медицинская вирусология. Феникс; 2007.
Букринская А.Г. Вирусология. Медицина; 1986.
Wheelock E.F., Dingle J.H. Observations on the repeated administration of viruses to a patient with acute leukemia: а preliminary report. The New England Journal of Medicine. 1964;271:645–651.
Матвеева О.В., Кочнева Г.В., Нетесов С.В. и др. Механизмы онколитического действия парамиксовируса Сендай. Acta Naturae. 2015;7:6–17.
Зверев В.В., Быков А.С. Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. Медицинское информационное агентство; 2018.
King A.M.Q., Lefkowitz E., Adams M.J., Carstens E.B. Family — Picornaviridae. Virus Taxonomy: Ninth Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses. 2012;1:855–881.
Melnick J.L., Agol V.I., Bachrach H.L. Picornaviridae. Intervirology. 1974;4:303–316.
Huebner R.J., Smith R.R., Rowe W.P. et al. Experimental approach to the virotherapy of cancer. Science. 1956;124:938.
Чумаков П.М., Морозова В.В., Бабкин И.В. Онколитические энтеровирусы. Молекулярная биология. 2012;46:712–725.
Коротяев А.И., Бабичев С.А. Медицинская микробиология, иммунология и вирусология. СпецЛит; 2012.
Joklik W.K. The Reoviridae. Springer Science+Business Media; 1983.
Воробьёв А.А., Быков А.С. Атлас по медицинской микробиологии вирусологии и иммунологии. Медицинское информационное агентство; 2003.
Hashiro G., Loh P.C., Yau J.T. The preferential cytotoxicity of reovirus for certain transformed cell lines. Archives of Virology. 1977;54:307–315.
Comins C., Heinemann L., Harrington K. et al. Reovirus: viral therapy for cancer ‘as nature intended’. Clinical Oncology. 2008;20:548–554.
Сергеев В.А., Непоклонов Е.А., Алипер Т.И. Вирусы и вирусные вакцины. Библионика; 2007.
Львов Д.К. Руководство по вирусологии: вирусы и вирусные инфекции человека и животных. Медицинское информационное агентство; 2013.
Mahy B.W.J, van Regenmortel M.H.V. Desk Encyclopedia of Human and Medical Virology. Academic press; 2009.
Barber G.N. Vesicular stomatitis virus as an oncolytic vector. Viral Immunology. 2004;17:516–527.
Brun J., McManus D., Lefebvre C. et al. Identification of genetically modified maraba virus as an oncolytic rhabdovirus. Molecular Therapy. 2010;18:1440–1449.
Oxford J.S., Hockley D.J. Orthomyxoviridae. Perspectives in Medical Virology. 1987;3:213–232.
Кильбурн Э.Д. Вирусы гриппа и грипп. Медицина; 1978.
Louten J. Essential human virology. Academic press; 2016.
Lindenmann J., Klein P.A. Viral oncolysis: increased immunogenicity of host cell antigen associated with influenza virus. The Journal of Experimental Medicine. 1967;126:93–108.
Трашков А.П., Гаглоева Т.Д., Будько А.И., Петровский А.Н., Тимаева О.И., Цыган Н.В., Станжевский А.А., Васильев А.Г., Майстренко Д.Н., Сергунова К.А., Сысоев Д.С., Шатик С.В., Антуганов Д.О., Коневега А.Л. Анализ противоопухолевой активности радиофармацевтического лекарственного препарата на основе биспецифических антител к элементам опухоль-ассоциированной стромы и изотопа лютеция 177. Педиатр. 2022;13(6):35–44. DOI: 10.17816/PED13635-44.
Астахова А.В., Афанасьев В.В., Бабак С.В. и др. Клиническая фармакология. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2009. EDN: QLSRON.
Чернобровкина А.Е., Ипполитова М.Ф., Строгонова О.Б., Башкетова Н.С. Вакцинопрофилактика онкологических заболеваний, обусловленных вирусом папилломы человека, в Северо-Западном федеральном округе. Медицина и организация здравоохранения. 2022;7(2):37–45.
Hamilton J.R., Vijayakumar G., Palese P. A recombinant antibody-expressing influenza virus delays tumor growth in a mouse model. Cell Reports. 2018;22:1–7.
