HOST EPIGENETIC REGULATOR BMI1 AND VIRAL FIBER PROTEIN FOR EQUILIBRIUM BETWEEN ADENOVIRUS AND HOST

Popular Abstract in Swedish
Adenovirus från människa (Ad) används ofta vid genterapi mot cancer, vaccinutveckling och genöverföring. Modifierade Ad5 och Ad2 virus har framgångsrikt använts som cancercelldödande (onkolytiska) agens i experimentella studier som dock inte kunnat överföras till kliniskt bruk av flera skäl, inklusive bristande spridning av virusinfektionen inom tumörvävnaden. De onkolytiska virusens kapacitet att döda cancerceller är beroende inte endast av effektiviteten i virusreplikationen utan också av hur effektivt nybildat virus sprider sig och infekterar nya celler i cancervävnaden. I denna avhandling förutsättes både faktorer som rör virus och host värdceller reglera Ad infektionens spridning i cancervävnaden och påverka hur de interagerar. Arbetet syftar till att identifiera sådana faktorer och klargöra deras respektive roll i Ad virusets replikation och spridningen av infektionen.
För att identifiera virala faktorer studerades med användning av flödescytometri och mikroskopisk konfokalanalys cellavdödningens kinetik och virusproduktionen efter infektion med litet antal viruspartiklar per cell. Resultaten visade att Ad infekterade host värdceller frigör fria virusfiber-molekyler innan intakta viruspartiklar frigörs. De fria virusfiber-molekylerna maskerar Ad virusets receptormolekyler på ytan av icke-infekterade celler och hindrar dessa celler från att bli virusinfekterade. Härigenom underlättas Ad virusets samexistens med värdcellerna eftersom det ökar chansen för viruset att föröka sig och fortleva i jämförelse med om viruset snabbt skulle döda alla värdceller. Emellertid är detta fenomen ofördelaktigt för användningen av Ad som ett onkolytiskt agens för terapi i klinik.
För att identifiera väsentliga värdcellsfaktorer har vi undersökt effekten av polycomb-genen BMI1 på cellernas virusproduktion. BMI1 är överuttryckt i de flesta typerna av cancer. Genom retrovirus-medierat överuttryck av BMI1 eller siRNA-medierad nedreglering av endogent BMI1 uttryck, demonstreras en omvänd korrelation mellan ny Ad-produktion och graden av BMI1 uttryck. Denna effect var inte relaterad till cellens läge i cellcykeln eller den receptorberoende Ad infektiviteten för värdceller. Inte heller var den relaterad till Ad genomets replication eller produktionen av strukturella Ad proteiner. Istället skadade överuttryck av BMI1 viruspartiklarnas uppbyggnad, vilket kunde motverkas med hjälp av TSA som hämmar histon-deacetylas (HDAC)-aktiviteten. Fynden indikerar att överuttryck av BMI1 begränsar effektiviteten av cancerterapi med onkolytiskt Ad. Omvänt kan inhibition av BMI1-uttryck eller BMI1-relaterad HDAC-aktivitet förbättra funktionaliteten av onkolytiska Ad vid cancerterapi.
För att etablera ny metoder där Ad kan användas för att och uttrycka överföra dubbla gener till mänskliga hematopoietiska stamceller genererades en Ad vector, Ad5F35-ΔLNGFR-BiDp-GFP, som innehåller den genetiska infomationen för “kinase domain deleted low-affinity NGF receptor” (ΔLNGFR) och grönt fluorescent protein (GFP) som en expressionscassette kontollerad av en syntetisk bi-directional “tvåvägs promoter”. Denna Ad5F35-ΔLNGFR-BiDp vector visas vara högaktiv för att ge dubbla genuttryck i HSC och de flesta testade leukemiska celltyper, men den relativa nivån av dubbla genuttryck är starkt beroende av celltypen.