Angiostatische Gentherapie mittels adenoviral vermittelter löslicher VEGF-Rezeptor-Komplexe im murinen Metastasenmodell des kolorektalen Karzinoms

Abstract

EINLEITUNG: Das kolorektale Karzinom (CRC) stellt in der westlichen Welt sowohl bei Männern als auch bei Frauen die zweithäufigste Tumorentität dar. Die Bildung metastatischer Absiedelungen unter anderem in der Leber verschlechtert die Prognose immens. Bei der Suche nach Alternativen zu den begrenzten therapeutischen Optionen des metastasierten CRC bietet eine angiostatische Therapie vielversprechende Möglichkeiten. Die Realisierung im gentherapeutischen Ansatz macht es möglich, die Nebenwirkungen von in hohen Dosen systemisch applizierten angiostatischen Substanzen zu reduzieren. Die Transfektion mittels adenoviraler Vektoren stellt hierbei aus vielerlei Gründen ein effizientes, gut erforschtes Mittel des genetischen Transfers dar. METHODEN: Untersucht wurde die antitumorale Wirksamkeit einer adenoviral vermittelten, systemischen Behandlung mit löslichen Rezeptoren des Angiogeneseinduktors VEGF (Flk-1 bzw. Flt-1 (Vektoren AdsFlk-1 bzw. AdsFlt-1)) auf Metastasen des CRC ím Mausmodell. Zunächst wurden rekombinante Adenoviren amplifiziert und deren Aktivität in Bezug auf Transfektion und Proteinexpression und die Wirkung der angiostatisch aktiven Proteine in Vorversuchen belegt. In einem subkutanen bzw. intrahepatischen Versuchsmodell an der Balb/c-Maus wurden die postulierten Wirkungen in vivo bzgl. Tumorgrößenentwicklung, Überlebensvorteil unter Therapie, Nebenwirkungen und Begleiteffekte überprüft. <br /> ERGEBNISSE: Bereits eine einmalige systemische Gabe sowohl von AdsFlk-1 als auch von AdsFlt-1 resultierte in einer signifikanten Hemmung des Wachstums subkutan eingepflanzter Tumoren von 73% bzw. 53% zum Untersuchungszeitpunkt 13 Tage nach Behandlungsbeginn im Vergleich zur Kontrolle. Auch im intrahepatischen Versuchsmodell führte die Anwendung von AdsFlk-1 zu einer Wachstumshemmung. Alle Tiere der Kontrollpopulation zeigten zum Zeitpunkt der Untersuchung 11 Tage nach Behandlungsbeginn ein progredientes Wachstum, wohingegen sich bei 43% der mit AdsFlk-1 behandelten Tiere ein stabiles bzw. rückläufiges Wachstum einstellte. Die mittleren Tumorvolumina dieser Tiere betrugen weit weniger als die Hälfte derjenigen, die mit dem Kontrollvektor behandelt wurden. Bezüglich der Überlebenszeit ergab die Applikation von AdsFlk-1 bzw. AdsFlt-1 im subkutanen Modell eine tendenzielle Verbesserung. So überlebten die Tiere bei Behandlung mit AdsFlt-1 im Schnitt 27 Tage, bei Behandlung mit AdsFlk-1 32 Tage im Vergleich zur Kontrollgruppe mit einer mittleren Überlebenszeit von lediglich 23 Tagen. Der Verlauf des Alanin-Aminotransferase (ALT)-Serumspiegels sowie das Sozial- oder Fressverhalten der Versuchstiere indizierte eine prinzipiell gute Verträglichkeit. Zu Beginn der Therapie kam es zu einem Anstieg der ALT, welche sich im weiteren Verlauf des Versuchs wieder zu normalisieren begann. Klinische Anzeichen einer relevanten Hepatotoxizität wie die Entwicklung eines Ikterus konnten nicht gesehen werden. Begleitend resultierte die Behandlung mit AdsFlk-1 in einem Anstieg des VEGF im Serum der Versuchstiere, und dass nicht nur bei tumortragenden, sondern auch bei gesunden Tieren. VEGF-mRNA konnte in verschiedenen Organen nachgewiesen werden. Die quantitative Analyse von Lebergewebe therapierter Tiere im Vergleich zu Kontrollen zeigte einen Anstieg der VEGF-Expression, vergleichbar dem im Serum. Es zeigte sich keine Korrelation zwischen der gesteigerten Serum-Aktivität des VEGF und den gemessenen Tumorvolumina, so dass die Leber eine führende Rolle bei der VEGF-Produktion unter Therapie mit angiostatischen Konstrukten zu spielen scheint. <br /> SCHLUSSFOLGERUNG: Die systemische Applikation adenoviraler Vektoren, die löslichen Rezeptoren des VEGF sFlk-1 und sFlt-1 vermittelnd, vermag signifikant das Größenwachstum subkutan implantierter Kolorektalkarzinomzellnester im Mausmodell zu reduzieren. Auf das Überleben wirkt sich diese Therapie tendenziell positiv aus. Eine klinisch bedeutsame Leberzellschädigung konnte nicht beobachtet werden. Ein Anstieg der VEGF-Serumspiegel unter Therapie scheint keinen Einfluss auf das Größenwachstum zu haben.