References

vavilov

Вавиловский журнал генетики и селекции

Vavilov Journal of Genetics and Breeding

2500-3259

Institute of Cytology and Genetics of Siberian Branch of the RAS

10.18699/VJ18.448

vavilov-1807

Research Article

КЛЕТОЧНАЯ БИОЛОГИЯ

CELL BIOLOGY

Вирус Зика обладает онколитической активностью в отношении клеток U87 глиобластомы человека

Zika virus has an oncolytic activity against human glioblastoma U87 cells

https://orcid.org/0000-0002-2729-0592

Святченко

В. А.

Svyatchenko

V. A.

svyat@vector.nsc.ru

https://orcid.org/0000-0002-6756-1457

Разумов

И. А.

Razumov

I. A.

https://orcid.org/0000-0002-2782-8364

Протопопова

Е. В.

Protopopova

E. V.

https://orcid.org/0000-0002-9345-8787

Демина

А. В.

Demina

A. V.

https://orcid.org/0000-0002-8218-2690

Соловьева

О. И.

Solovieva

O. I.

https://orcid.org/0000-0002-9412-3874

Завьялов

Е. Л.

Zavjalov

E. L.

https://orcid.org/0000-0002-0229-321X

Локтев

В. Б.

Loktev

V. B.

Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор»РоссияState Research Center of Virology and Biotechnology “Vector”Russian Federation

Государственный научный центр вирусологии и биотехнологии «Вектор»; Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наукРоссияState Research Center of Virology and Biotechnology “Vector”; Institute of Cytology and Genetics, SB RASRussian Federation

Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наукРоссияInstitute of Cytology and Genetics, SB RASRussian Federation

2018

02012019

22810401045

2019

Святченко В.А., Разумов И.А., Протопопова Е.В., Демина А.В., Соловьева О.И., Завьялов Е.Л., Локтев В.Б.

Svyatchenko V.A., Razumov I.A., Protopopova E.V., Demina A.V., Solovieva O.I., Zavjalov E.L., Loktev V.B.

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

https://vavilov.elpub.ru/jour/article/view/1807

Глиобластома – высокозлокачественная опухоль головного мозга. Виротерапия с использованием онколитических вирусов начинает широко использоваться в клинической практике для лечения злокачественных опухолей человека. Целью настоящей работы было исследование возможных онколитических свойств вируса Зика в отношении глиобластом человека. В экспериментах in vitro показано, что вирус Зика способен избирательно лизировать опухолевые клетки глиобластомы человека U87 MG, индекс селективности (отношение инфекционного титра для опухолевых клеток к титру на нормальных нетрансформированных клетках) равнялся 2·102. Избирательность репликативной активности вируса Зика в отношении клеток глиобластомы U87 MG дополнительно подтверждена методом непрямой иммунофлуоресценции. На иммунодефицитных SCID мышах с привитыми подкожными ксенографтами глиобластомы человека U87 MG показана выраженная противоопухолевая активность вируса Зика при проведении курса (ежедневно, в течение 4 дней) интратуморального введения 5·105 ТЦД50 вируса Зика. Рост опухоли ингибировался более чем в 10 раз, вплоть до полного ее исчезновения. Индекс торможения роста опухоли составил 92.63 %. Рецидивов (метастазов) повторного роста опухоли не зарегистрировано в течение 64 сут наблюдения. Представленные в настоящей работе результаты показывают перспективность дальнейших исследований вируса Зика как потенциального онколитического агента против глиобластом человека.

Glioblastoma is a highly lethal brain cancer. Virotherapy with the use of oncolytic viruses has since recently been regarded as a promising approach for the clinic treatment of human glioblastomas. The purpose of this work was to perform a primary evaluation of the Zika virus as a potential oncolytic agent against glioblastomas. In vitro experiments showed that the Zika virus strain MR 766 is able to selectively infect and lyse neoplastic cells of the human glioblastoma cell line U87 MG. The selectivity index (SI, the ratio of infectious titer for tumor cells to titer on normal untransformed cells) was 2·102. The selectivity of the replicative activity of Zika virus in relation to U87 MG glioblastoma cells was additionally confrmed by indirect immunoﬂuorescence. Using the model of immunodefcient SCID mice with subcutaneous xenografts of human glioblastoma U87 MG, a strong antitumor activity of the Zika virus under a course (daily for 4 days) of intratumoral administration of 5·105 TCID50 of Zika virus was shown. Treatment with Zika virus resulted in more than a 10fold reduction in mean volumes of tumors. The tumor growth inhibition index was 92.63 %. Recurrences (metastases) of tumor regrowth were not registered within 64 days of observation. This result demonstrated the prospect of further indepth studies of the Zika virus as a potential oncolytic agent against human glioblastomas.

вирус Зикавиротерапияглиобластома U87ксенотрансплантация

Zika virusvirotherapyglioblastoma U87 MGxenotransplantation

References1

Akiyama B.M., Laurence H.M., Massey A.R., Costantino D.A., Xie X., Yang Y., Shi P.-Y., Nix J.C., Beckham J.D., Kieft J.S. Zika virus produces noncoding RNAs using a multi-pseudoknot structure that confounds a cellular exonuclease. Science. 2016;354:1148-1152. DOI 10.1126/science.aah3963.

Alonso M.M., Jiang H., Gomez-Manzano C., Fueyo J. Targeting brain tumor stem cells with oncolytic adenoviruses. Methods Mol. Biol. 2012;797:111-125. DOI 10.1007/978-1-61779-340-0_9.

Alvarado A.G., Thiagarajan P.S., Mulkearns-Hubert E.E., Silver D.J., Hale J.S., Alban T.J., Turaga S.M., Jarrar A., Reizes O., Longworth M.S. Glioblastoma cancer stem cells evade innate immune suppression of self-renewal through reduced TLR4 expression. Cell. Stem. Cell. 2017;20:450-461.e4. DOI 10.1016/j.stem.2016.12.001.

Bao S., Wu Q., McLendon R.E., Hao Y., Shi Q., Hjelmeland A.B., Dewhirst M.W., Bigner D.D., Rich J.N. Glioma stem cells promote radioresistance by preferential activation of the DNA damage response. Nature. 2006;444:756-760. DOI 10.1038/nature05236.

Cassady K.A., Bauer D.F., Roth J., Chambers M.R., Shoeb T., Coleman J., Prichard M., Gillespie G.Y., Markert J.M. Pre¬clinical assessment of C134, a chimeric oncolytic herpes simplex virus, in mice and nonhuman primates. Mol. Ther. Oncolytics. 2017;5:1-10. DOI 10.1016/j.omto.2017.02.001.

Cassady K.A., Bauer D.F., Roth J., Chambers M.R., Shoeb T., Coleman J., Prichard M., Gillespie G.Y., Markert J.M. Pre-clinical assessment of C134, a chimeric oncolytic herpes simplex virus, in mice and nonhuman primates. Mol. Ther. Oncolytics. 2017;5:1-10. DOI 10.1016/j.omto.2017.02.001.

Cattaneo R., Russell S.J. How to develop viruses into anticancer weapons. PLoS Pathog. 2017;13:e1006190. DOI 10.1371/journal.ppat.1006190.

Chanas A.C., Johnson B.K., Simpson D.I. Antigenic relationships of alphaviruses by a simple micro-culture cross-neutralization method. J. Gen. Virol. 1976;32:295-300. DOI 10.1099/0022-1317-32-2-295.

Chen J., Li Y., Yu T.S., McKay R.M., Burns D.K., Kernie S.G., Parada L.F. A restricted cell population propagates glioblastoma growth after chemotherapy. Nature. 2012;488:522-526. DOI 10.1038/nature11287.

Garcez P.P., Loiola E.C., Madeiro da Costa R., Higa L.M., Trindade P., Delvecchio R., Nascimento J.M., Brindeiro R., Tanuri A., Rehen S.K. Zika virus impairs growth in human neurospheres and brain organoids. Science. 2016;352:816-818. DOI 10.1126/science.aaf6116.

Kaufmann J.K., Chiocca E.A. Glioma virus therapies between bench and bedside. Neuro-Oncology. 2014;16:334-351. DOI 10.1093/neuonc/not310.

Lazear H.M., Govero J., Smith A.M., Platt D.J., Fernandez E., Miner J.J., Diamond M.S. A mouse model of Zika virus pathogenesis. Cell. Host. Microbe. 2016;19:720-730. DOI 10.1016/j.chom.2016.03.010.

Li H., Saucedo-Cuevas L., Regla-Nava J.A., Chai G., Sheets N., Tang W., Terskikh A.V., Shresta S., Gleeson J.G. Zika virus infects neural progenitors in the adult mouse brain and alters proliferation. Cell Stem Cell. 2016;19:593-598. DOI 10.1016/j.stem.2016.08.005.

Luplertlop N., Suwanmanee S., Muangkaew W., Ampawong S., Kitisin T., Poovorawan Y. The impact of Zika virus infection on human neuroblastoma (SH-SY5Y) cell line. J. Vector Borne Dis. 2017; 54(3):207-214. PMID 29097635.

Mazar J., Li Y., Rosado A., Phelan P., Kedarinath K., Parks D., Alexander K., Westmoreland T. Zika virus as an oncolytic treatment of human neuroblastoma cells requires CD24. PLoS One. 2018;13(7): e0200358. DOI 10.1371/journal.pone.0200358.

Ming G.L., Tang H., Song H. Advances in Zika virus research: Stem cell models, challenges, and opportunities. Cell Stem Cell. 2016; 19:690-702. DOI 10.1016/j.stem.2016.11.014.

Miska J., Rashid A.I., Chang A.L., Muroski M.E., Han Y., Zhang L., Lesniak M.S. Anti-GITR therapy promotes immunity against malignant glioma in a murine model. Cancer Immunol. Immunother. 2016;65:1555-1567. DOI 10.1007/s00262-016-1912-8.

Niks M., Otto M. Towards an optimized MTT assay. J. Immunol. Methods. 1990;130:149-151. DOI 10.1016/0022-1759(90)90309-J.

Qian X., Nguyen H.N., Song M.M., Hadiono C., Ogden S.C., Hammack C., Yao B., Hamersky G.R., Jacob F., Zhong C. Brain-regionspecifc organoids using mini-bioreactors for modeling ZIKV exposure. Cell. 2016;165:1238-1254. DOI 10.1016/j.cell.2016.04.032.

Simmonds P., Becher P., Buch J., Gould E. ICTV Virus taxonomy profle: Flaviviridae. J. Gen. Virol. 2017;98(1):2-3. DOI 10.1099/jgv.0.000672.

Simmonds P., Becher P., Buch J., Gould E. ICTV Virus taxonomy profle: Flaviviridae. J. Gen. Virol. 2017;98(1):2¬3. DOI 10.1099/jgv.0.000672.

Shan C., Xie X., Muruato A.E., Rossi S.L., Roundy C.M., Azar S.R., Yang Y., Tesh R.B., Bourne N., Barrett A.D. An infectious cDNA clone of Zika virus to study viral virulence, mosquito transmission, and antiviral inhibitors. Cell Host Microbe. 2016;19:891-900. DOI 10.1016/j.chom.2016.05.004.

Shchelkunov S.N., Razumov I.A., Kolosova I.V., Romashchenko A.V., Zavjalov E.L. Virotherapy of the malignant U87 human glioblastoma in the orthotopic xenotransplantation mouse SCID model. Dokl. Biochem. Biophys. 2018;478(1):30-33. DOI 10.1134/S1607672918010088.

Stupp R., Hegi M.E., Mason W.P., van den Bent M.J., Taphoorn M.J., Janzer R.C., Ludwin S.K., Allgeier A., Fisher B., Belanger K. National Cancer Institute of Canada Clinical Trials Group. Effects of radiotherapy with concomitant and adjuvant temozolomide versus radiotherapy alone on survival in glioblastoma in a randomised phase III study: 5-year analysis of the EOR TC-NCIC trial. Lancet Oncol. 2009;10:459-466. DOI 10.1016/S1470-2045(09)70025-7.

Swartwout B.K. Zlotnick M.G., Saver A.E., McKenna C.M., Bertke A.S. Zika virus persistently and productively infects primary adult sensory neurons in vitro. Pathogens. 2017;6(4). pii E49. DOI 10.3390/pathogens6040049.

Zhu Z., Gorman M.J., McKenzie L.D., Chai J.N., Hubert C.G., Prager B.C. Zika virus has oncolytic activity against glioblastoma stem cells. J. Exp. Med. 2017;214(10):2843-2857. DOI 10.1084/jem.20171093.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.