Die optische Darstellung der Gentherapie mit der Herpes-simplex-Virus-Typ 1 - Thymidinkinase bei malignen Hirntumoren
Creators: name: Theiß, Christian
Publisher: name: Universitäts- und Landesbibliothek Sachsen-Anhalt
Year: 2007
Subjects: subject: Elektronische Publikation
subject: Hochschulschrift
subject: Online-Publikation
subject: Zsfassung in engl. Sprache
subject: 616.994

description: Hintergrund: Die Suizidgentherapie mit dem "Prodrug" aktivierenden Herpes-simplex-Virus-Typ 1 - Thymidinkinase (HSV-Tk) / Ganciclovir (GCV) System konnte in Tierexperimenten eine vollständige Zerstörung maligner Gliome erreichen. Im Gegensatz zeigten klinische Studien an Gliompatienten, die mit dem HSV-Tk/GCV System behandelt wurden, keinen signifikanten Überlebensvorteil. Einer der hauptsächlichen Gründe scheint die zu geringe Transduktionsrate der Tumorzellen zu sein. Zur Verbesserung der Transfektionsmethoden wird in dieser Arbeit eine Technik zur nichtinvasiven und quantitativen Bildgebung der Genexpression entwickelt. Methoden: Verwendet wird eine Genfusion aus der HSV-Tk und der Photinus pyralis Luciferase (Luc), die stabil min humanen U87 MG Gliomzellen exprimiert wird. Nacktmäuse (nude/nude) mit subkutanen Depots dieser Zellen wurden mit systemischer Gabe von GCV behandelt. Das Wachstumsverhalten der Tumore wurde mittels serieller biolumineszenter Bildgebung und dem Vergleich mit dem vermessenen Tumorvolumen analysiert. Ergebnisse: In der transienten und stabilen Transfektion humaner U87MG Zellen mit dem HSV-Tk-Luc Fusionskonstrukt zeigt eine sehr gute Korrelation beider Enzymaktivitäten. Die serielle biolumineszenter Bildgebung in vivo zeigt bei allen behandelnden Tieren eine vollständige Zerstörung der malignen Gliome und bestätigt die Möglichkeit der nichtinvasiven und repetetiven Darstellung des GSV-Tk/GCV vermittelten Zelluntergangs. Zusammenfassung: Die Biolumineszenz ist eine wertvolle Technologie zur in vivo Untersuchung der Genexpression und erlaubt eine quantitative Analyse therapeutischer Strategien bei der Behandlung maligner Hirntumore.
description: Background: Suicide gene therapy employing the prodrug activating system Herpes simplex virus type 1 thymidinkinase (HSV-Tk) / ganciclovir (GCV) has proven to be effective in killing experimental brain tumors. In contrast, glioma patients treated with HSV-Tk/GCV did not show significant treatment benefit, most likely due to insufficient transgene delivery to tumor cells. Therefore, this study aimed at developing a strategy for real-time non-invasive in vivo monitoring of the activity of a therapeutic gene in brain tumor cells. Methods: The HSV-Tk gene was fused to the firefly luciferase (Luc) gene and the fusion construct HSV-Tk-Luc was expressed in U87 MG human malignant glioma cells. Nude mice with subcutaneous gliomas stably expressing HSV-Tk-Luc were subjected to GCV treatment and tumor response to therapy was monitored in vivo by serial bioluminescence imaging. Bioluminescent signals over time were compared with tumor volumes determined by caliper. Results: Transient and stable expression of the HSV-Tk-Luc fusion protein in U87MG glioma cells demonstrated close correlation of both enzyme activities. Serial optical imaging of tumor bearing mice detected in all cases GCV induced death of tumor cells expressing the fusion protein and proved that bioluminescence can be reliably used for repetitive and non-invasive quantification of HSV-Tk/GCV mediated cell kill in vivo. Conclusion: This approach may represent a valuable toll for the in vivo evaluation of gene therapy strategies for treatment of malignant disease.