Serotypen des Adeno-assoziierten Virus und ihre potentielle Anwendung in der Gentherapie von Tumoren

Gentherapie ist ein vielversprechender neuer Ansatz für die
Tumortherapie. Daher ist die Entwicklung eines effizienten
Vektorsystems von großer Bedeutung. Bisher wurden unterschiedliche
Serotypen des Adeno-assoziierten Virus (AAV) beschrieben, welche
einen erheblichen Unterschied im Tropismus für bestimmte
Gewebearten und Zelltypen aufweisen. Daraufhin haben wir
systematisch den effizientesten Serotyp unter den AAV Serotypen 1
bis 5 bezüglich der Effektivität des Gentransfers in humanen
Tumorzellen untereinander verglichen. Um alle Einflüsse außer
denen, die auf das Kapsid zurückzuführen sind, auszuschließen,
enthalten alle fünf Serotypen die gleiche Transgen-Kassette,
einheitlich flankiert von der ITR (Invertierte terminale
Wiederholung = inverted terminal repeat) des AAV-Serotyp 2. AAV2
war der effizienteste Serotyp in einer Reihe klinisch relevanter
Tumorzelllinien mit einer Transduktionseffizienz von über 99,5±0,2
% bei nur 1000 genomische Partikeln / Zelle.
Transduktionseffizienzen um die 70 % konnte durch den Serotyp 1 in
Prostata- und Zervixkarzinom und durch den Serotyp 3 in Prostata-,
Mamma-, Kolon- und Zervixkarzinom beim Einsatz von 1000 genomischen
Partikeln pro Zelle erzielt werden. AAV4 und AAV5 haben durchgehend
schlecht transduziert. Die höchste Transduktionseffizienz unter den
humanen Tumorzelllinien betrug für AAV4, 40,6±3,1 % und 25,4±2,2 %
für AAV5 beim Zervixkarzinom. Die jüngsten Fortschritte in der
AAV-Vektor-Technologie weisen darauf hin, dass AAV- basierte
Vektoren für die Tumorgentherapie eingesetzt werden können. Unsere
Vergleichsanalysen zeigen, dass AAV2 zwar der am vielversprechenste
Kandidat für eine solche Anwendung ist, aber AAV1 und AAV3 auch als
gute Alternativen verwendet werden können. Dies ist besonders dann
von Bedeutung, wenn eine Anwendung mit AAV2 durch neutralisierende
Antikörper verhindert wird. Gao et al. konnten zeigen, dass diese
Serotypen trotz des Vorhandensein neutralisierender Antikörper
gegen AAV2 zum effizienten Gentransfer befähigt sind. Die
Transduktionseffizienz von AAV4 und AAV5 ist generell zu niedrig,
was eine effiziente Anwendung in der Tumorgentherapie derzeit
unmöglich macht. Bei Untersuchungen einiger muriner Zelllinien
stellten wir fest, dass sie sich am besten von AAV1 transduzieren
lassen. Um nachzuweisen, ob AAV1 generell murine Zellen besser
transduziert als AAV2, müssten weitere Untesuchungen durchgeführt
werden. Dies ist für die zukünftige AAV-Forschung von Bedeutung, da
eine Bestätigung unserer Beobachtung bedeuten würde, dass die
Ergebnisse aus den zahlreichen in-vivo-Experimenten mit Mäusen
nicht auf den Menschen übertragbar wären.