RU2644676C1 - Newcastle disease ndvh-2 virus strain for study of possibility of viral oncolytic preparation development on its basis - Google Patents
Newcastle disease ndvh-2 virus strain for study of possibility of viral oncolytic preparation development on its basis Download PDFInfo
- Publication number
- RU2644676C1 RU2644676C1 RU2016141015A RU2016141015A RU2644676C1 RU 2644676 C1 RU2644676 C1 RU 2644676C1 RU 2016141015 A RU2016141015 A RU 2016141015A RU 2016141015 A RU2016141015 A RU 2016141015A RU 2644676 C1 RU2644676 C1 RU 2644676C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- strain
- ndvh
- newcastle disease
- virus
- study
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K39/00—Medicinal preparations containing antigens or antibodies
- A61K39/12—Viral antigens
- A61K39/155—Paramyxoviridae, e.g. parainfluenza virus
- A61K39/17—Newcastle disease virus
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N7/00—Viruses; Bacteriophages; Compositions thereof; Preparation or purification thereof
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Virology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Immunology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Mycology (AREA)
- Pharmacology & Pharmacy (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение относится к штамму Н вируса болезни Ньюкасла, а именно к штамму NDVH-2, инфицирующему и лизирующему опухолевые клетки человека in vitro, перспективного для разработки на его основе вирусного онколитического препарата для терапии злокачественных новообразований человека, и может быть использовано в медицинской вирусологии, биотехнологии и микробиологии.The present invention relates to strain N of the Newcastle disease virus, namely, strain NDVH-2, infecting and lysing human tumor cells in vitro, promising for the development on its basis of a viral oncolytic drug for the treatment of human malignant neoplasms, and can be used in medical virology, biotechnology and microbiology.
Уровень техникиState of the art
На сегодняшний день онкологические заболевания остаются одной из главных причин смертности среди населения экономически развитых стран. По прогнозам ВОЗ ежегодное число смертей от рака будет только расти и к 2030 году достигнет 13 миллионов случаев в год [World Health Organization (WHO). World Health Statistics 2012. Geneva: WHO. Euro Surveill. - 2012. Vol. 17(20). Available from: http://www.who.int/gho/publications/world_health_statistics/EN_WHS2012_Full.pdf].Today, cancer remains one of the main causes of death among the population of economically developed countries. According to WHO forecasts, the annual number of cancer deaths will only increase and by 2030 will reach 13 million cases per year [World Health Organization (WHO). World Health Statistics 2012. Geneva: WHO. Euro Surveill. - 2012. Vol. 17 (20). Available from: http://www.who.int/gho/publications/world_health_statistics/EN_WHS2012_Full.pdf].
Основными методами лечения онкологических больных остаются хирургическое удаление опухоли, химиотерапия и лучевая терапия, причем в подавляющем большинстве случаев их приходится комбинировать. Применяемые методики лечения зачастую являются не эффективными или приводят к значительному снижению качества жизни пациентов в силу воздействия на здоровые ткани пациентов. В последние годы большие надежды возлагаются на разработку таргетных подходов терапии опухолей, использующих онколитические вирусы [Gubanova N.V., Gaytan A.S., Razumov I.A., Mordvinov V.A., Krivoshapkin A.L., Netesov S.V., Chumakov P.M. Oncolytic viruses in the therapy of gliomas // MolBiol+. - 2012. - Vol. 46. - Р. 780-789]. О целесообразности применения виротерапии для лечения злокачественных новообразований свидетельствует селективность вирусов к неопластическим клеткам с минимальной токсичностью для нормальных здоровых тканей, а также эффективная репликация вирусных частиц, уничтожение трансформированных клеток и распространение вирусного потомства на соседние опухолевые клетки. Помимо непосредственного лизиса раковых клеток, онколитические вирусы способны вызывать иммунный ответ организма посредством стимулирования адаптивного и врожденного иммунитета [Юрченко К.С., Губанова Н.В., Шестопалова Л.В., Щелканов М.Ю., Шестопалов A.M. Онколитические свойства вируса болезни Ньюкасла // Тихоокеанский Медицинский Журнал. - 2015. - №3. - С. 14-19].The main methods of treating cancer patients remain surgical removal of the tumor, chemotherapy and radiation therapy, and in the vast majority of cases they have to be combined. The applied treatment methods are often not effective or lead to a significant decrease in the quality of life of patients due to the impact on healthy patient tissue. In recent years, great hopes have been placed on the development of targeted approaches to the treatment of tumors using oncolytic viruses [Gubanova N.V., Gaytan A.S., Razumov I.A., Mordvinov V.A., Krivoshapkin A.L., Netesov S.V., Chumakov P.M. Oncolytic viruses in the therapy of gliomas // MolBiol +. - 2012. - Vol. 46. - R. 780-789]. The feasibility of using virotherapy for the treatment of malignant neoplasms is evidenced by the selectivity of viruses to neoplastic cells with minimal toxicity to normal healthy tissues, as well as the effective replication of viral particles, the destruction of transformed cells and the spread of viral offspring to neighboring tumor cells. In addition to the direct lysis of cancer cells, oncolytic viruses can cause the body's immune response by stimulating adaptive and innate immunity [Yurchenko KS, Gubanova NV, Shestopalova LV, Shchelkanov M.Yu., Shestopalov A.M. Oncolytic properties of the Newcastle disease virus // Pacific Medical Journal. - 2015. - No. 3. - S. 14-19].
В настоящее время описан широкий круг вирусов, используемых для виротерапии злокачественных новообразований. На данный момент в США, Канаде, Китае и странах Европы (Германия, Венгрия) в клинических испытаниях протестирован ряд штаммов ВБН на наличие у них противоопухолевого потенциала (PV701, LaSota, МТН-68, 73-Т, HUJ и Ulster). Проведенные исследования продемонстрировали безопасность используемых штаммов, несмотря на разницу в патогенных характеристиках штаммов. Многие исследованные штаммы демонстрируют онколитический эффект при интратуморальном введении, но менее эффективны при внутривенной инъекции. Было продемонстрировано, что при внутривенном введении большая часть вирусов практически моментально удаляется из кровотока ретикулоэндотелиальной системой печени и селезенки [Breitbach C.J., Burke J., Jonker D., Stephenson J., Haas A.R., Chow L.Q.M., Nieva J., Hwang Т.Н., Moon A., Part R., Pelusio A., Le Boeuf F., Burns J., Evgin L., De Silva N., Cvancic S., Robertson Т., Je J.E., Lee Y.S., Parato K., Diallo J.S., Fenster A., Daneshmand M., Bell J.C., Kirn D.H. Intravenous delivery of a multi-mechanistic cancer-targeted oncolytic poxvirus in humans // Nature. - 2011. - Vol. 477. - Р. 99-102]. Для преодоления этого барьера требуется введение огромных доз вируса, что удорожает метод лечения и создает дополнительные проблемы в плане безопасности. В связи с этим возникла необходимость разработки вакцины, способной минимальным количеством вирусных частиц инфицировать и лизировать опухолевые клетки. Такие вирусы должны обладать высокой репликативной активностью, тропностью к опухолевым клеткам и способностью генерировать вирулентное потомство. Патентуемый штамм NDVH-2 обладает требуемыми свойствами, что подтверждено исследованиями цитолитических свойств in vitro и анализом генома вируса.Currently, a wide range of viruses has been described used for virotherapy of malignant neoplasms. Currently, in the USA, Canada, China and Europe (Germany, Hungary), a number of VBI strains have been tested in clinical trials for the presence of their antitumor potential (PV701, LaSota, MTN-68, 73-T, HUJ and Ulster). Studies have shown the safety of the strains used, despite the difference in the pathogenic characteristics of the strains. Many studied strains demonstrate an oncolytic effect with intratumoral administration, but are less effective with intravenous injection. It was demonstrated that upon intravenous administration, most of the viruses are almost instantly removed from the bloodstream by the reticuloendothelial system of the liver and spleen [Breitbach CJ, Burke J., Jonker D., Stephenson J., Haas AR, Chow LQM, Nieva J., Hwang T. N. ., Moon A., Part R., Pelusio A., Le Boeuf F., Burns J., Evgin L., De Silva N., Cvancic S., Robertson T., Je JE, Lee YS, Parato K., Diallo JS, Fenster A., Daneshmand M., Bell JC, Kirn DH Intravenous delivery of a multi-mechanistic cancer-targeted oncolytic poxvirus in humans // Nature. - 2011 .-- Vol. 477. - R. 99-102]. To overcome this barrier, the introduction of huge doses of the virus is required, which increases the cost of the treatment method and creates additional safety problems. In this regard, it became necessary to develop a vaccine capable of infecting and lysing tumor cells with a minimum amount of viral particles. Such viruses must have high replicative activity, tropism for tumor cells and the ability to generate virulent offspring. The patented strain NDVH-2 has the required properties, as confirmed by in vitro studies of cytolytic properties and analysis of the virus genome.
Вирулентность штаммов определяется аминокислотной последовательностью сайта расщепления белка F. Известно, что эффективность расщепления белка F высоко вирулентных штаммов клеточными протеазами обеспечивается наличием основных аминокислот в положении 115 и 116, фенилаланина (F) в положении 117 и аргинина в положении 113. Данный фрагмент присутствует в геномной последовательности штамма NDVH-2.The virulence of strains is determined by the amino acid sequence of protein F cleavage site. It is known that the efficiency of protein F cleavage of highly virulent strains by cellular proteases is ensured by the presence of basic amino acids at position 115 and 116, phenylalanine (F) at position 117, and arginine at position 113. This fragment is present in the genomic the sequence of strain NDVH-2.
За связывание вирусов с поверхностью опухолевых клеток отвечает строение белка HN. Секвенирование выявило наличие замен в аминокислотной последовательности этого белка, которые являются маркерными признаками, отличающими его от штамма-прототипа.The structure of the HN protein is responsible for the binding of viruses to the surface of tumor cells. Sequencing revealed the presence of substitutions in the amino acid sequence of this protein, which are marker traits that distinguish it from the prototype strain.
Родительским для заявляемого штамма является вирусвакцина против ньюкаслской болезни из штамма "Н", применяемая для вакцинации птиц. Онколитические свойства для родительского штамма не описаны.Parent for the claimed strain is a virus vaccine against Newcastle disease from strain "N", used for vaccination of birds. Oncolytic properties for the parent strain are not described.
Задачей изобретения является создание штамма вируса болезни Ньюкасла, способного избирательно инфицировать и лизировать широкий спектр неопластических клеток человека различной тканевой принадлежности.The objective of the invention is to create a strain of Newcastle disease virus that is able to selectively infect and lyse a wide range of human neoplastic cells of different tissue affiliation.
Решение поставленной технической задачи достигается путем проведения серии адаптационных пассажей родительской вирусвакцины штамма Н на культуре клеточной линии Vero (эпителий почки африканской зеленой мартышки), с получением нового штамма NDVH-2, селективно инфицирующего и лизирующего опухолевые клетки человека in vitro для создания на его основе противоопухолевого препарата.The solution of the technical problem is achieved by carrying out a series of adaptive passages of the parent virus vaccine of strain H on a culture of the Vero cell line (African green monkey kidney epithelium), to obtain a new strain of NDVH-2, which selectively infects and lyses human tumor cells in vitro to create an antitumor cell based on it the drug.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение возможности создания на основе полученного штамма вируса болезни Ньюкасла онколитического вирусного препарата для терапии злокачественных новообразований человека.The technical result of the invention is the possibility of creating on the basis of the obtained strain of Newcastle disease virus an oncolytic viral preparation for the treatment of human malignant neoplasms.
Основными отличиями предлагаемого штамма NDVH-2 от вышеприведенных штаммов ВБН являются его способность к избирательному инфицированию и активному лизису широкого спектра опухолевых клеток человека малым количеством вирусных частиц.The main differences between the proposed strain of NDVH-2 from the above strains of VBI are its ability to selectively infect and actively lyse a wide range of human tumor cells with a small amount of viral particles.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Характеристика заявляемого штаммаCharacterization of the claimed strain
Штамм NDVH-2 является типичным представителем парамиксовирусов - семейство Paramyxoviridae, подсемейство Paramyxovirinae, род Avulavirus, вид Newcastle Disease Virus (Avian paramixovirus type-1). Штамм депонирован в Государственную коллекцию вирусов НИИ вирусологии им. Д.И. Ивановского Минздрава России под регистрационным номером 2780 (7 июля 2014 г).Strain NDVH-2 is a typical representative of paramyxoviruses - the Paramyxoviridae family, the Paramyxovirinae subfamily, the genus Avulavirus, and the species Newcastle Disease Virus (Avian paramixovirus type-1). The strain is deposited in the State virus collection Research Institute of Virology. DI. Ivanovo Ministry of Health of Russia under registration number 2780 (July 7, 2014).
Источник получения. Заявляемый штамм получен посредством серийного пассирования родительского штамма Н вирусвакцины ньюкаслской болезни птиц на культуре клеточной линии Vero. После пяти адаптационных пассажей на модели развивающихся куриных эмбрионов (РКЭ) были получены препаративные количества вирусного материала, достаточные для проведения характеризации инфекционных (литических) свойств штамма NDVH-2 на культурах опухолевых клеток человека. Индикация вируса была проведена в реакции гемагглютинации (РГА) с эритроцитами петуха: показатель гемагглютинирующей активности составил 256 ГАЕ/50 мкл.Source of receipt. The inventive strain was obtained by serial passaging of the parent strain H virus vaccine of Newcastle disease birds in a culture of the Vero cell line. After five adaptive passages on a model of developing chicken embryos (RCEs), preparative amounts of viral material were obtained sufficient to characterize the infectious (lytic) properties of the NDVH-2 strain on human tumor cell cultures. Indication of the virus was carried out in a hemagglutination reaction (RGA) with rooster erythrocytes: the hemagglutinating activity index was 256 GAU / 50 μl.
Идентификация вируса. Первичная идентификация изолированного вируса болезни Ньюкасла осуществлялась методом ОТ-ПЦР с детекцией результатов в закрытой пробирке в режиме реального времени с использованием праймеров и зонда, специфичных к консервативным участкам М-гена вируса болезни Ньюкасла, согласно [Miller P.J., Decanini E.L., Afonso C.L. Newcastle disease: evolution of genotypes and the related diagnostic challenges // Infect Genet Evol. - 2010. - Vol. 10(1). - Р. 26-35].Virus identification. The primary identification of isolated Newcastle disease virus was carried out by RT-PCR with the detection of the results in a closed tube in real time using primers and a probe specific for the conserved regions of the M gene of Newcastle disease virus, according to [Miller P.J., Decanini E.L., Afonso C.L. Newcastle disease: evolution of genotypes and the related diagnostic challenges // Infect Genet Evol. - 2010 .-- Vol. 10 (1). - R. 26-35].
NDVH-2 депонирован в международной базе GenBank под номером KU865562 (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/KU865562.1). Нуклеотидная последовательность штамма вируса болезни Ньюкасла NDVH-2 прилагается (Приложение 1).NDVH-2 is deposited in the international GenBank database under the number KU865562 (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/KU865562.1). The nucleotide sequence of the strain of the Newcastle disease virus NDVH-2 is attached (Appendix 1).
Культуральные свойства. Штамм NDVH-2 культивируется на монослое культуры клеток Vero. При инфицировании клеточного монослоя штамм NDVH-2 вызывает типичное для ВБН цитопатическое действие (ЦПД) через 16-48 часов в зависимости от множественности инфицирования (при температуре культивирования 37°C, в атмосфере с 5% содержанием CO2). Культуру клеточной линии V его выращивают как монослойную на среде DMEM (Gibco BRL, Germany), содержащей 10% эмбриональной телячьей сыворотки (ЭТС) (Gibco BRL, Germany) с 80 мкг/мл гентамицина сульфата. Субконфлюентный монослой клеток линии Vero инфицируют штаммом NDVH-2 с оптимальной множественностью инфицирования 0.1-0.01 MOI, после проведения адсорбции в течение 1 ч при температуре 37°C в атмосфере с 5% содержанием CO2, инфицированный клеточный монослой инкубируют в поддерживающей среде DMEM, содержащей 2% ЭТС до наступления 75-90% ЦПД. После чего культуральную среду вместе с клетками отбирают и вируссодержащую суспензию осветляют посредством низкоскоростного центрифугирования (5000 об/мин, 10 мин).Cultural properties. The NDVH-2 strain is cultured on a monolayer of Vero cell culture. When a cell monolayer is infected, the NDVH-2 strain induces a cytopathic effect (CPD) typical of VBI after 16-48 hours, depending on the multiplicity of infection (at a cultivation temperature of 37 ° C, in an atmosphere with 5% CO 2 content). The cell line V culture was grown as a monolayer on DMEM medium (Gibco BRL, Germany) containing 10% fetal calf serum (ETF) (Gibco BRL, Germany) with 80 μg / ml gentamicin sulfate. A subconfluent monolayer of Vero cells is infected with an NDVH-2 strain with an optimal infection rate of 0.1-0.01 MOI, after adsorption for 1 h at 37 ° C in an atmosphere with 5% CO 2 , the infected cell monolayer is incubated in DMEM support medium containing 2% EF before the onset of 75-90% of the CPP. After that, the culture medium together with the cells was selected and the virus-containing suspension was clarified by low-speed centrifugation (5000 rpm, 10 min).
Патогенность для человека. Штаммы вируса болезни Ньюкасла не являются патогенными для человека [Cassel W.A., Garrett R.E. Newcastle disease virus as an antineoplastic agent // Cancer. - 1965. - Vol. 18. - P. 863-868; Laurie S.A., Bell J.C., Atkins H.L., Roach J., Bamat M.K., O'Neil J.D., Roberts M.S., Groene W.S., Lorence R.M. A phase 1 clinical study of intravenous administration of PV701, an oncolytic virus, using two-step desensitization // Clin Cancer Res. - 2006. - Vol. 12(8). - Р. 2555-2562].Pathogenicity for humans. Newcastle disease virus strains are not pathogenic for humans [Cassel W.A., Garrett R.E. Newcastle disease virus as an antineoplastic agent // Cancer. - 1965. - Vol. 18. - P. 863-868; Laurie S.A., Bell J.C., Atkins H.L., Roach J., Bamat M.K., O'Neil J.D., Roberts M.S., Groene W.S., Lorence R.M. A
Патогенность для птицы. Штаммы вируса болезни Ньюкасла классифицируют на лентогенные (слабопатогенные), мезогенные и велогенные (высокопатогенные) (OIE, 2015). Штамм NDVH-2 относится к патогенному варианту вируса болезни Ньюкасла. Инфекционная активность выделенного вируса составила 7,4±0,07lg ЭЛД50/мл.Pathogenicity for poultry. Newcastle disease virus strains are classified into lentogenic (slightly pathogenic), mesogenic, and velogenic (highly pathogenic) (OIE, 2015). Strain NDVH-2 refers to a pathogenic variant of the Newcastle disease virus. Infectious activity of the isolated virus was 7.4 ± 0.07 lg ELD 50 / ml.
Патогенность штамма устанавливали согласно стандартным методикам в тестах на определение среднего времени жизни (MDT) развивающихся куриных эмбрионов и интрацеребрального индекса патогенности суточных цыплят (ICPI) [OIE, World Organisation for Animal Health, Manual of Diagnostic Tests and Vaccines for Terrestrial Animals, Paris, France, 7th edition. 2012. Vol. 1-2. Ch.2.03.14. http://www.oie.int/fileadmin/Home/eng/Health_standards/tahm/2.03.14_NEWCASTLE_DIS.pdf.].The pathogenicity of the strain was established according to standard methods in the tests for determining the average life time (MDT) of developing chicken embryos and the intracerebral index of pathogenicity of daily chickens (ICPI) [OIE, World Organization for Animal Health, Manual of Diagnostic Tests and Vaccines for Terrestrial Animals, Paris, France , 7th edition. 2012. Vol. 1-2. Ch.2.03.14. http://www.oie.int/fileadmin/Home/eng/Health_standards/tahm/2.03.14_NEWCASTLE_DIS.pdf.].
Среднее время жизни MDT=48 часов при разведении вируса 10-7, что соответствует значению для высокопатогенных (велогенных) штаммов ВБН. Показатель индекса интрацеребральной патогенности для цыплят составляет ICPI=1,25, что соответствует мезогенному патотипу.The average life time of MDT = 48 hours when the virus is diluted 10 -7 , which corresponds to the value for highly pathogenic (velogenic) VBI strains. The index of intracerebral pathogenicity index for chickens is ICPI = 1.25, which corresponds to the mesogenic pathotype.
Патогенность для млекопитающих. Штамм не проявляет патогенности для млекопитающих [Alexander D.J. Newcastle disease virus and other avian paramyxoviruses // Rev. Sci. Tech. - 2000. - Vol. 19(2). - Р. 443-462].Pathogenicity for mammals. The strain is not pathogenic for mammals [Alexander D.J. Newcastle disease virus and other avian paramyxoviruses // Rev. Sci. Tech. - 2000. - Vol. 19 (2). - R. 443-462].
Для длительного хранения штамм необходимо лиофилизировать с использованием в качестве защитной среды раствора желатина и сахарозы (САЖ). Лиофилизация с добавлением САЖ в соотношении 1:4 позволяет сохранить стабильную инфекционную активность вируса в течение не менее 2 лет при хранении на -70°C.For long-term storage, the strain must be lyophilized using a solution of gelatin and sucrose (SAG) as a protective medium. Lyophilization with the addition of SAGE in a ratio of 1: 4 allows you to maintain a stable infectious activity of the virus for at least 2 years when stored at -70 ° C.
Для культивирования штамма в культуре клеток используют следующие питательные среды: MEM, DMEM, содержащие 1% ЭТС, 100 мкг/мл пенициллина и 100 МЕ/мл стрептомицина.The following culture media are used to cultivate the strain in cell culture: MEM, DMEM containing 1% ETS, 100 μg / ml penicillin and 100 IU / ml streptomycin.
Примеры использования штамма вируса болезни Ньюкасла NDVH-2 для изучения возможности разработки на его основе вирусного онколитического препарата для терапии злокачественных новообразований человекаExamples of using the Newcastle disease virus strain NDVH-2 to study the possibility of developing a viral oncolytic drug for the treatment of human malignancies
При исследовании инфекционных (цитолитических) свойств штамма NDVH-2 на панели опухолевых и нормальных клеток человека (см. Пример 1) показано, что он обладает высокой степенью избирательной литической активности in vitro в отношении использованных опухолевых культур клеток. При инфицировании штаммом NDVH-2 нормальных диплоидных фибробластов человека жизнеспособность клеточной культуры снижается на 20%, тогда как в отношении опухолевых клеток этот показатель составляет от 70 до 40%. Следует отметить, что для достижения указанного цитолитического эффекта достаточно 10 вирусных частиц на одну клетку, что демонстрирует высокую вирулентность и репликативные характеристики штамма.When studying the infectious (cytolytic) properties of the strain NDVH-2 on a panel of tumor and normal human cells (see Example 1), it was shown that it has a high degree of selective lytic activity in vitro with respect to the used tumor cell cultures. When infected with the NDVH-2 strain of normal human diploid fibroblasts, the cell culture viability is reduced by 20%, while in relation to tumor cells this indicator is from 70 to 40%. It should be noted that to achieve the indicated cytolytic effect, 10 viral particles per cell are sufficient, which demonstrates the high virulence and replicative characteristics of the strain.
Наибольший цитолитический эффект отмечен для клеток линий: U87 (глиобластома) - 29% жизнеспособных клеток на 3 сутки после инфицирования, H1299 (рак лекого), - 35% и для клеток аденокарциномы молочной железы SkBr-3 и MCF7 - 50% и 67% соответственно, что значительно ниже этого показателя для нормальных диплоидных клеток человека.The greatest cytolytic effect was observed for cell lines: U87 (glioblastoma) - 29% of viable cells on the 3rd day after infection, H1299 (cancer of the lung) - 35% and for breast adenocarcinoma cells SkBr-3 and MCF7 - 50% and 67%, respectively , which is significantly lower than that for normal human diploid cells.
Полная нуклеотидная последовательность генома штамма NDVH-2 депонирована в международной базе GenBank под номером KU865562 (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/KU865562.1). При проведении анализа полной нуклеотидной последовательности генома штамма NDVH-2 в сравнении с опубликованными последовательностями различных штаммов вируса болезни Ньюкасла показано, что наиболее близким по нуклеотидной последовательности штаммами к представляемому штамму (99% гомологии) является штамм Mukteswar (Newcastle disease virus strain Mukteswar, GenBank JF950509.1, EF201805.1) - 48 нуклеотидных отличий, и штаммы JS/9/05/Go (GenBank FJ430160.1) и JS/7/05/Ch (GenBank FJ430159.1) - 51 и 55 нуклеотидных отличий, соответственно. В то же время, с другими штаммами ВБН процент гомологии по нуклеотидной последовательностям составляет 92% и ниже.The complete nucleotide sequence of the genome of the NDVH-2 strain is deposited in the international GenBank database under the number KU865562 (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/KU865562.1). When analyzing the complete nucleotide sequence of the genome of the NDVH-2 strain in comparison with the published sequences of various strains of the Newcastle disease virus, it was shown that the strains closest in nucleotide sequence to the present strain (99% homology) are Mukteswar strain (Newcastle disease virus strain Mukteswar, GenBank JF950509 .1, EF201805.1) - 48 nucleotide differences, and strains JS / 9/05 / Go (GenBank FJ430160.1) and JS / 7/05 / Ch (GenBank FJ430159.1) - 51 and 55 nucleotide differences, respectively. At the same time, with other VBI strains, the percentage of homology in the nucleotide sequences is 92% or lower.
Сравнение представленных в базе данных GenBank нуклеотидной последовательности кодирующих белки F (Y16170.1) и HN (Y17149.1) родительского штамма и штамма NDVH-2, выявили 3 нуклеотидных замены для гена F и 15 - для гена HN (см. Таблица 1). Некоторые из этих замен приводят к замене аминокислоты. Так для белка F глутаминовая кислота Glu в 15 позиции в родительском штамме заменена на аспарагиновую кислоту Asp в штамме NDVH-2. Для белка HN обнаружено 3 аминокислотных замены: Val24→Gly, Ser368→Arg и Ile453→Val. Данные аминокислотные замены являются маркерными признаками для штамма NDVH-2, отличающими его от штамма-прототипа.Comparison of the nucleotide sequence of the coding proteins F (Y16170.1) and HN (Y17149.1) of the parent strain and strain NDVH-2 presented in the GenBank database revealed 3 nucleotide substitutions for the F gene and 15 for the HN gene (see Table 1) . Some of these substitutions result in amino acid substitution. So for protein F, glutamic acid Glu at the 15th position in the parent strain is replaced by Asp aspartic acid in the strain NDVH-2. Three amino acid substitutions were found for the HN protein: Val 24 → Gly, Ser 368 → Arg and Ile 453 → Val. These amino acid substitutions are marker features for the NDVH-2 strain, distinguishing it from the prototype strain.
Пример 1.Исследование литической активности штамма NDVH-2 на панели нормальных (нетуморогенных) диплоидных и опухолевых культур клеток человека.Example 1. The study of the lytic activity of the strain NDVH-2 on the panel of normal (non-tumorigenic) diploid and tumor cultures of human cells.
Инфекционную (литическую) активность штамма NDVH-2 определяли in vitro на культурах опухолевых клеток человека различной тканевой принадлежности: линия H1299 (немелкоклеточный рак легкого), U87 (глиобластома), SkBr-3 и MCF7 (аденокарцинома молочной железы) и HFF10 (нормальные фибробласты крайней плоти человека). Клетки высаживали на 96-луночный планшет за день до инфицирования в количестве 20000 на лунку. Заражение проводилось суспензией вируса в 25 мкл фосфатного буфера с последующей инкубацией 1 час при температуре 37°C и в атмосфере с 5% содержанием CO2. Количество вирусных частиц составляло 10 вирусных частиц на 1 клетку. Определение физического титра проводилось согласно [Malenovska Н. Virus quantitation by transmission electron microscopy, TCID50, and the role of timing virus harvesting: A case study of three animal viruses // J Virol Methods. - 2013. - Vol. 191(2). - P. 136-140] и определялось исходя из соотношения вирусных частиц к латексным зернам известной концентрации. Подсчет вирусных частиц и латексных зерен проводился с использованием электронного микроскопа Libra210 (CarlZeiss).Infectious (lytic) activity of the NDVH-2 strain was determined in vitro on cultures of human tumor cells of various tissue affiliation: line H1299 (non-small cell lung cancer), U87 (glioblastoma), SkBr-3 and MCF7 (breast adenocarcinoma) and HFF10 (normal extreme fibroblasts) human flesh). Cells were plated on a 96-well plate a day before infection in an amount of 20,000 per well. Infection was carried out by suspension of the virus in 25 μl of phosphate buffer, followed by incubation for 1 hour at a temperature of 37 ° C and in an atmosphere with 5% CO 2 content. The number of viral particles was 10 viral particles per cell. Determination of physical titer was carried out according to [Malenovska N. Virus quantitation by transmission electron microscopy, TCID50, and the role of timing virus harvesting: A case study of three animal viruses // J Virol Methods. - 2013 .-- Vol. 191 (2). - P. 136-140] and was determined based on the ratio of viral particles to latex grains of known concentration. Viral particles and latex grains were counted using a Libra210 electron microscope (CarlZeiss).
Литическую активность исследуемых штаммов для соответствующих типов клеток определяли методом колометрического анализа с использованием реактива CellTiter 96®AQueous OneSolutionCellProliferationAssay (Promega, USA) согласно прилагаемой инструкции фирмы-производителя. Жизнеспособность клеток всех опухолевых линий человека и нормальных диплоидных фибробластах человека на третьи сутки после инфицирования штаммом NDVH-2 оценивали по относительным значениям доли живых клеток к контрольным не обработанным вирусом клеткам. Результаты исследования представлены в Фиг. 1 в виде гистограммы как средние относительные значения доли живых клеток на третьи сутки после обработки штаммами вируса к доли контрольных не обработанных вирусом клеток с учетом стандартного отклонения (среднее относительное значение ± стандартное отклонение).The lytic activity of the studied strains for the respective cell types was determined by the method of colorimetric analysis using CellTiter 96®AQueous OneSolutionCellProliferationAssay reagent (Promega, USA) according to the attached manufacturer's instructions. Cell viability of all human tumor lines and normal human diploid fibroblasts on the third day after infection with strain NDVH-2 was assessed by the relative values of the proportion of living cells to control untreated cells. The results of the study are presented in FIG. 1 in the form of a histogram as the average relative values of the proportion of living cells on the third day after treatment with virus strains to the fraction of control untreated cells taking into account the standard deviation (average relative value ± standard deviation).
На Фиг. 1: Цитолитическое воздействие штамма NDVH-2 на линии опухолевых клеток человека и нормальные диплоидные фибробласты человека in vitro на третьи сутки после инфицирования. H1299 (немелкоклеточный рак легкого), U87 (глиобластома), SkBr-3 и MCF7 (аденокарцинома молочной железы), HFF10 (нормальные фибробласты крайней плоти человека).In FIG. 1: Cytolytic effect of strain NDVH-2 on the human tumor cell line and normal human diploid fibroblasts in vitro on the third day after infection. H1299 (non-small cell lung cancer), U87 (glioblastoma), SkBr-3 and MCF7 (breast adenocarcinoma), HFF10 (normal human foreskin fibroblasts).
Показано, что штамм NDVH-2 оказывает низкое цитолитическое воздействие на нормальные диплоидные клетки человека (жизнеспособность клеток составляет 80%±5) и эффективно лизирует опухолевые культуры Н1299 (32%±7), U87 (29±10), SkBr-3 (50%±9), MCF7 (67%±7). Таким образом, штамм NDVH-2 обладает выраженной способностью к селективному инфицированию и лизису опухолевых клеток в культуре различной тканевой принадлежности.It was shown that the strain NDVH-2 has a low cytolytic effect on normal human diploid cells (cell viability is 80% ± 5) and effectively lyses tumor cultures of H1299 (32% ± 7), U87 (29 ± 10), SkBr-3 (50 % ± 9), MCF7 (67% ± 7). Thus, the strain NDVH-2 has a pronounced ability for selective infection and lysis of tumor cells in a culture of various tissue affiliation.
Пример 2. Определение и сравнительный анализ полной нуклеотидной последовательности генома штамма NDVH-2.Example 2. The definition and comparative analysis of the complete nucleotide sequence of the genome of strain NDVH-2.
Для проведения полногеномногосеквенирования из суспензии вируса выделялась РНК, которую использовали для приготовления ДНК-библиотеки с помощью набора TruSeq RNA Library. Качество библиотеки оценивали на Bioanalyzer. Библиотека секвенировалась на платформе MiSeq с набором 2×300, а полученные парные риды использовались для de novo сборки генома (CLC GW). В геноме были найдены открытые рамки считывания и проведена аннотация генов. Полная нуклеотидная последовательность генома штамма NDVH-2 депонирована в международной базе GenBank под номером KU865562 (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/KU865562.1). Анализ полных нуклеотидных последовательностей показал, что штамм NDVH-2 относятся к классу 2 генотипу 3. По сравнению с родительским штаммом штамм NDVH-2 имеет в белках F и NH 18 нуклеотидных замен, четыре из которых приводят к аминокислотным заменам (см. Таблица 1). Так для белка F глутаминовая кислота Glu в 15 позиции в родительском штамме заменена на аспарагиновую кислоту Asp в штамме NDVH-2. Для белка HN обнаружено 3 аминокислотных замены: Val24→Gly, Ser368→Arg и Ile453→Val. Данные аминокислотные замены являются маркерными признаками для штамма NDVH-2, отличающими его от штамма-прототипа.To carry out full genome sequencing, RNA was isolated from the virus suspension, which was used to prepare the DNA library using the TruSeq RNA Library kit. The quality of the library was evaluated at Bioanalyzer. The library was sequenced on the MiSeq platform with a 2 × 300 set, and the resulting paired reads were used for de novo genome assembly (CLC GW). Open reading frames were found in the genome and gene annotation was performed. The complete nucleotide sequence of the genome of the NDVH-2 strain is deposited in the international GenBank database under the number KU865562 (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/KU865562.1). Analysis of the complete nucleotide sequences showed that the strain NDVH-2 belong to class 2 of
Список использованных источниковList of sources used
1. Юрченко К.С., Губанова Н.В., Шестопалова Л.В., Щелканов М.Ю., Шестопалов A.M. 2015. Онколитические свойства вируса болезни Ньюкасла // Тихоокеанский Медицинский Журнал - 2015. - №3. - С. 14-19.1. Yurchenko K.S., Gubanova N.V., Shestopalova L.V., Shchelkanov M.Yu., Shestopalov A.M. 2015. Oncolytic properties of the Newcastle disease virus // Pacific Medical Journal - 2015. - No. 3. - S. 14-19.
2. Alexander D.J. Newcastle disease virus and other avian paramyxoviruses // Rev Sci Tech. - 2000. - Vol. 19(2). - P. 443-462.2. Alexander D.J. Newcastle disease virus and other avian paramyxoviruses // Rev Sci Tech. - 2000. - Vol. 19 (2). - P. 443-462.
3. Breitbach C.J., Burke J., Jonker D., Stephenson J., Haas A.R., Chow L.Q.M., Nieva J., Hwang Т.Н., Moon A., Patt R., Pelusio A., Le Boeuf F., Burns J., Evgin L., De Silva N., Cvancic S., Robertson Т., Je J.E., Lee Y.S., Parato K., Diallo J.S., Fenster A., Daneshmand M., Bell J.C., Kirn D.H. Intravenous delivery of a multi-mechanistic cancer-targeted oncolytic poxvirus in humans // Nature. - 2011. - Vol. 477. - P. 99-102.3. Breitbach CJ, Burke J., Jonker D., Stephenson J., Haas AR, Chow LQM, Nieva J., Hwang T.N., Moon A., Patt R., Pelusio A., Le Boeuf F., Burns J., Evgin L., De Silva N., Cvancic S., Robertson T., Je JE, Lee YS, Parato K., Diallo JS, Fenster A., Daneshmand M., Bell JC, Kirn DH Intravenous delivery of a multi-mechanistic cancer-targeted oncolytic poxvirus in humans // Nature. - 2011 .-- Vol. 477. - P. 99-102.
4. Cassel W.A., Garrett R.E. Newcastle disease virus as an antineoplastic agent // Cancer. - 1965. - Vol. 18. - P. 863-868.4. Cassel W.A., Garrett R.E. Newcastle disease virus as an antineoplastic agent // Cancer. - 1965. - Vol. 18. - P. 863-868.
5. Gubanova N.V., Gaytan A.S., Razumov I.A., Mordvinov V.A., Krivoshapkin A.L., Netesov S.V., Chumakov P.M. 2012. Oncolytic viruses in the therapy of gliomas // MolBiol+. - 2012. - Vol. 46. - P. 780-789.5. Gubanova N.V., Gaytan A.S., Razumov I.A., Mordvinov V.A., Krivoshapkin A.L., Netesov S.V., Chumakov P.M. 2012. Oncolytic viruses in the therapy of gliomas // MolBiol +. - 2012. - Vol. 46. - P. 780-789.
6. Laurie S.A., Bell J.C., Atkins H.L., Roach J., Bamat M.K., O'Neil J.D., Roberts M.S., Groene W.S., Lorence R.M. A phase 1 clinical study of intravenous administration of PV701, an oncolytic virus, using two-step desensitization // Clin Cancer Res - 2006. - Vol. 12(8). - P. 2555-2562.6. Laurie S.A., Bell J.C., Atkins H.L., Roach J., Bamat M.K., O'Neil J.D., Roberts M.S., Groene W.S., Lorence R.M. A
7. Malenovska H. Virus quantitation by transmission electron microscopy, TCID50, and the role of timing virus harvesting: A case study of three animal viruses // J Virol Methods. - 2013. - Vol. 191(2). - P. 136-140.7. Malenovska H. Virus quantitation by transmission electron microscopy, TCID50, and the role of timing virus harvesting: A case study of three animal viruses // J Virol Methods. - 2013 .-- Vol. 191 (2). - P. 136-140.
8. Miller P.J., Decanini E.L., Afonso C.L. Newcastle disease: evolution of genotypes and the related diagnostic challenges // Infect Genet Evol. - 2010. - Vol. 10(1). - P. 26-35.8. Miller P.J., Decanini E.L., Afonso C.L. Newcastle disease: evolution of genotypes and the related diagnostic challenges // Infect Genet Evol. - 2010 .-- Vol. 10 (1). - P. 26-35.
9. OIE, World Organisation for Animal Health, Manual of Diagnostic Tests and Vaccines for Terrestrial Animals, Paris, France, 7th edition. 2012. Vol. 1-2. Ch.2.03.14. http://www.oie.int/fileadmin/Home/eng/Health_standards/tahm/2.03.14_NEWCASTLE_DIS.pdf.9. OIE, World Organization for Animal Health, Manual of Diagnostic Tests and Vaccines for Terrestrial Animals, Paris, France, 7th edition. 2012. Vol. 1-2. Ch.2.03.14. http://www.oie.int/fileadmin/Home/eng/Health_standards/tahm/2.03.14_NEWCASTLE_DIS.pdf.
10. World Health Organization (WHO). World Health Statistics 2012. Geneva: WHO. Euro Surveill. - 2012. Vol. 17(20). Available from: http://www.who.int/gho/publications/world_health_statistics/EN_WHS2012_Full.pdf.10. World Health Organization (WHO). World Health Statistics 2012. Geneva: WHO. Euro Surveill. - 2012. Vol. 17 (20). Available from: http://www.who.int/gho/publications/world_health_statistics/EN_WHS2012_Full.pdf.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016141015A RU2644676C1 (en) | 2016-10-18 | 2016-10-18 | Newcastle disease ndvh-2 virus strain for study of possibility of viral oncolytic preparation development on its basis |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016141015A RU2644676C1 (en) | 2016-10-18 | 2016-10-18 | Newcastle disease ndvh-2 virus strain for study of possibility of viral oncolytic preparation development on its basis |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2644676C1 true RU2644676C1 (en) | 2018-02-13 |
Family
ID=61227051
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016141015A RU2644676C1 (en) | 2016-10-18 | 2016-10-18 | Newcastle disease ndvh-2 virus strain for study of possibility of viral oncolytic preparation development on its basis |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2644676C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011064630A1 (en) * | 2009-11-30 | 2011-06-03 | United Cancer Research Institute | New clone of newcastle disease virus, its manufacture and its application in the medical treatment of cancer |
RU2482184C2 (en) * | 2010-11-11 | 2013-05-20 | Никита Юрьевич Силко | Newcastle disease virus strain used in serum diagnosis of newcastle disease in hemagglutination inhibition test |
US20140186303A1 (en) * | 2006-06-05 | 2014-07-03 | University Of Maryland, College Part,The | Genetically-engineered newcastle disease virus as an oncolytic agent, and methods of using same |
-
2016
- 2016-10-18 RU RU2016141015A patent/RU2644676C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140186303A1 (en) * | 2006-06-05 | 2014-07-03 | University Of Maryland, College Part,The | Genetically-engineered newcastle disease virus as an oncolytic agent, and methods of using same |
WO2011064630A1 (en) * | 2009-11-30 | 2011-06-03 | United Cancer Research Institute | New clone of newcastle disease virus, its manufacture and its application in the medical treatment of cancer |
RU2482184C2 (en) * | 2010-11-11 | 2013-05-20 | Никита Юрьевич Силко | Newcastle disease virus strain used in serum diagnosis of newcastle disease in hemagglutination inhibition test |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ZHENG CHAI et al, Oncolytic therapy of a recombinant Newcastle disease virus D90 strain for lung cancer, VIROLOGY JOURNAL, 2014, 11:84, стр. 1-6. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102858959B (en) | Oncolytic rhabdovirus | |
AU699487B2 (en) | Methods of treating and detecting cancer using viruses | |
US20100113335A1 (en) | Compositions and methods for treatement of cancer | |
US8377450B2 (en) | Clone of Newcastle disease virus, its manufacture and its application in the medical treatment of cancer | |
Aravind et al. | Adaptation and growth kinetics study of an Indian isolate of virulent duck enteritis virus in Vero cells | |
Ghrici et al. | Newcastle disease virus Malaysian strain AF2240 induces apoptosis in MCF-7 human breast carcinoma cells at an early stage of the virus life cycle | |
Yurchenko et al. | Adaptation of the Newcastle disease virus to cell cultures for enhancing its oncolytic properties | |
CN103382460B (en) | Strain of Marek's disease virus vaccine strain, and separation and identification and application thereof | |
AU2002341356A1 (en) | Compositions and methods for treatment of cancer | |
JP2003531605A (en) | Viral clearance of neoplastic cells from mixed cellular compositions | |
Wu et al. | Recombinant Newcastle disease virus Anhinga strain (NDV/Anh-EGFP) for hepatoma therapy | |
RU2644676C1 (en) | Newcastle disease ndvh-2 virus strain for study of possibility of viral oncolytic preparation development on its basis | |
Anam et al. | Comparative growth kinetic study of Newcastle disease virus, infectious bursal disease virus and avian influenza virus in chicken embryo fibroblast and DF-1 cell lines | |
He et al. | Newcastle disease virus chimeras expressing the hemagglutinin-neuraminidase protein of mesogenic strain exhibits an enhanced anti-hepatoma efficacy | |
WO2021197506A1 (en) | Recombinant newcastle disease virus and preparation method, recombinant plasmid, and use therefor | |
CN102559612B (en) | Recombinant newcastle disease virus LaSota vaccine strain for expressing Nipah virus encephalitis G-protein | |
RU2482129C2 (en) | Newcastle disease virus strain for creating based anticancer candidate preparation and studying of oncolysis mechanisms | |
CN110268052A (en) | The method of purified virus | |
CN108125989A (en) | Fowl metapneumovirus in oncolysis | |
CN105821009A (en) | Construction and application of liver cancer targeted oncolytic influenza viruses | |
TW201741457A (en) | Virus strain capable of being used for preparing VII type Newcastle disease vaccine particularly relating to a virus strain and a gene encoding the same which can be used for preparing a type VII Newcastle disease vaccine | |
CN106591248B (en) | Recombination oncolytic influenza virus preparation method and application | |
CN102559607B (en) | Newcastle disease virus high mucosal immunity level lentogen vaccine strain NDV/LX and reverse genetic construction system | |
WO2021197507A1 (en) | Recombinant newcastle disease virus and preparation method, recombinant plasmid, and use therefor | |
RU2552487C2 (en) | Attenuated strain of sendai virus |