[BioZoom nr. 1, 1999]

Genterapi og lungecancer

Hans Skovgaard Poulsen, Overlæge, dr. med., Strålebiologisk Laboratorium, Rigshospitalet

Lungecancer er en af de hyppigste kræftformer hos både mænd og kvinder. Man indeler ofte sygdommen i to former, småcellet lungecancer og ikke-småcellet lungecancer. Hvor man i nogle tilfælde kan operere patienter med ikke-småcellet lungecancer med godt resultat, er det ikke muligt hos patienter med småcellet lungecancer, idet denne form i princippet altid har spredt sig. Sygdommen skal derfor i alle tilfælde behandles med systemisk behandling f.eks. kemoterapi eller anden form for ikke- kirurgisk behandling. Til trods for intensive forsøg på at forbedre behandlingen og til trods for , at patienterne normalt i begyndelsen responderer godt (70 – 80%) , er dødeligheden fortsat meget høj. Kun en lille del bliver helbredt (5 – 8%), hvorfor der er et stort behov for ny viden om denne kræftform og for at anvende denne viden til ny og mere effektiv behandling.

I dette scenarium har vi valgt at undersøge mulighederne for anvende genterapi som et supplement til den allerede eksisterende behandling.

En forudsætning for anvendt genterapi er en viden om hvilke væsentlige genetiske ændringer der har betydning for udviklingen og vedligeholdelsen af sygdommen. Denne viden er meget kompleks, idet adskillige mutations kaskader pågår under carcinogenesen og sygdommens videre udvikling. Yderligere kompliceres det af, at udviklingen formentlig ikke er den samme i hver enkelt patient eller inden for samme tumor, hvorfor man ender op med en patient population, der er meget heterogen.

I nedenstående tabel er nævnt visse af de genetiske ændringer, der er fundet i småcellet lungecancer sammenlignet med ikke-småcellet lungecancer.

*) hyppig mutation eller overaktivering

Introduktion af en vektor der indeholder DNA–fragmenter, der danner antisense RNA til c-myc eller wild – type p53 og RB gener synes i dag at være gode kandidater til forsøg med genterapi hos patienter med småcellet lungecancer. Til trods for at denne viden har været kendt i nogle år er der endnu ikke publiceret data, der med sikkerhed fastslår at genterapi er en farbar vej. Hvorfor?

Der er fire væsentlige forudsætninger for at genterapi kan anvendes.

1. At cellerne kan targeteres effektivt
2. At genet kan aflæses og danne grundlag for et funktionelt genprodukt.
3. At genterapien kan administreres systemisk.
4. At man kan identificere de celler, der er resistent overfor kemoterapi

I mit laboratorium har vi valgt at tage fat primært på studier vedrørende punkt 1 og 2.

Ad 1: Receptor targetering
En måde at targetere celler på, er at identificere funktionelle receptorer på cellens overflade, der dels er udtrykt i de fleste celler og dels har evnen til at transportere et plasmid, der indeholder terapi genet ind i cellen. Det er velkendt, at småcellet lungecancer cellelinier besidder funktionelle receptorer af typen vækstfaktor receptorer f.eks. EGF, Transforming Growth Factorb, transferrin, gastrin releasing peptide, bombesin etc. Vi har vist, at visse af disse ligand-receptor konformationer er specifikke og effektive transportører af terapigener ind i cellerne, at generne transskriberes korrekt og at genproduktet er funktionelt. I et studium har vi vist, at EGF receptor ligand kompleks koblet til adenovirus indeholdende DNA plasmidet, udviser en transduktions effektivitet på mellem 50 - 80% af cellerne, hvilket er langt mere effektivt sammenlignet med ikke receptor medieret transduktion (Frederiksen, Abrahamsen, Christiano, Damstrup, Poulsen; Cancer Gene Therapy 1999 , in press). Princippet er derfor anvendeligt og attraktivt, men kendte vækstfaktor receptorer udtrykkes også af normale celler, hvilket medfører at normale celler targeteres.

Vi er derfor gået på jagt for at finde andre funktionelle receptorer på cellernes overflade, der ikke i samme grad forekommer i normalt væv. Indtil nu har vi identificeret én god kandidat, der udtrykkes i så godt som alle småcellet lungecancere og som kun udtrykkes i et fåtal af normalt væv. Denne receptor er helt forskellig sammenlignet med hidtil anvendte systemer og princippet er i øjeblikket genstand for patentering (i samarbejde med Rigshospitalets Direktion), hvilket desværre men naturligvis umuliggør en nærmere diskussion, indtil princippet er er sufficient beskyttet. Laboratoriet vil i de kommende år forsøge at finde andre gode receptor systemer, der evt. kan tages i anvendelse.

Ad 2: Transskriptionel targetering
Promotorer, der er kandidater for Transskriptionel targetering, skal i princippet være aktive i cancer celler og inaktive i normale celler. Det synes usandsynligt, at en sådan promotor findes.Næstbedste løsning vil derfor være at identificere promotorer der er celletype specifikke, promotorer der er overudtrykt i mange cancerceller eller rekombinante promotorer.

Carcioembryonalt antigen (CEA) er overudtrykt i et antal tumorer og kunne derfor være kandidat. Det er endvidere vist, at promotorer involveret i transskription af gener, der er muteret i cancerceller ofte er overudtrykt. En mere tilbundsgående undersøgelse af disse forhold er derfor en forskningslinie, laboratoriet er involveret i og specielt til løsning af disse forhold søges nye samarbejdspartnere.

Slutbemærkninger
Genterapi til patienter med småcellet lungecancer vil forhåbentlig være mulig om nogle få år. Terapien skal opfattes som et supplement til kemoterapi. Egne og andres forsknings resultater peger i den retning.

Det er vist, at forskellige cancerceller udtrykker forskellige receptorer og har forskellige mutationer, hvorfor man ikke kan forvente, at et enkelt universelt system vil være effektivt. Formentlig må man i den kliniske dagligdag råde over såvel klinisk som molekylær biologisk viden om den enkelte patient samt kunne håndtere forskellige vektor systemer, således at man er istand til at individualisere genterapien – LEGO princippet. Der må derfor ske en yderligere integration af grundvidenskabelig forskning og daglig klinik, hvis denne viden skal anvendes optimalt til gavn for patienterne. Denne viden skal formidles på en sober måde, der på den ene side ikke giver patienterne falske forhåbninger men på den anden side accepteres i store dele af befolkningen som en mulig ny behandling.

Referencer:

1. Frederiksen KS, Petri A, Abrahamsen N, Poulsen HS. Gene therapy for lung cancer. Lung Cancer 1999 (in pres ) Oversigts artikel.
2. Frederiksen KS, Abrahamsen N, Cristiano RJ, Damstrup L, Poulsen HS. Gene delivery by an epidermal growth factor/ DNA polyplex to small cell lung cancer cell lines expressing low levels of epidermal growth factor receptor. Cancer Gene Therapy 1999 ( in press )
3. Lassen U, Hansen HH. Småcellet lungecancer. Ugeskrift Læger 1996;158:4517 – 4519