Role of heat-shock proteins in infection of human adenocarcinoma cell line MCF-7 by tumor-adapted rotavirus isolates / Papel de las proteínas de choque térmico en la infección de la línea celular de adenocarcinoma humano MCF-7 por aislados de rotavirus adaptados a tumores

Abstract Background: Viruses are being used as alternative and complementary tools for treating cancers. Oncolytic viruses exhibit tumor tropism, ability to enhance anti-tumor immunity and ability to be used in combination with conventional chemotherapy and radiotherapy. We have recently selected some rotavirus isolates which are adapted to efficiently infect and kill tumor cell lines. Aim: We tested five tumor cell-adapted rotavirus isolates for their ability to infect the human adenocarcinoma cell line MCF-7. Methods: Cell surface membrane-associated proteins mediating virus particle attachment were characterized using ELISA, immunoprecipitation, FACS analysis, and antibody blocking. Results: It was found that heat shock proteins (HSPs) such as Hsp90, Hsp70, Hsp60, and Hsp40 are expressed on the cell surface forming complexes with protein disulfide isomerase (PDI), integrin β3, and heat shock cognate protein 70 (Hsc70) in lipid raft microdomains. Interaction of rotavirus isolates with these cellular proteins was further confirmed by a competition assay and an inhibition assay involving the HSPs tested. Conclusion: Our findings suggest that the tumor cell-adapted rotavirus isolates studied here offer a promising tool for killing tumor cells, thus encouraging further research into this topic, including animal models.

Resumen Antecedentes: Los virus se utilizan como herramientas alternativas y complementarias para el tratamiento del cáncer. Los virus oncolíticos exhiben tropismo por tumores, capacidad para intensificar la inmunidad antitumoral y la capacidad para utilizarse en combinación con quimioterapia y radioterapia convencionales. Recientemente, hemos seleccionado algunos aislamientos de rotavirus que están adaptados para infectar y eliminar de manera eficiente líneas de células tumorales. Objetivo: Se ensayaron cinco aislamientos de rotavirus adaptados a células tumorales para determinar su capacidad para infectar la línea celular de adenocarcinoma humano MCF-7. Métodos: Las proteínas asociadas a la membrana de la superficie celular que median la unión de partículas de virus se caracterizaron mediante ELISA, inmunoprecipitación, análisis FACS y bloqueo de anticuerpos. Resultados: Se encontró que las proteínas de choque térmico (HSPs) como Hsp90, Hsp70, Hsp60 y Hsp40 se expresan en la superficie celular formando complejos con la proteína disulfuro isomerasa (PDI), la integrina β3 y la proteína análoga de choque térmico 70 (Hsc70) en microdominios lipídicos (rafts). La interacción de los aislamientos de rotavirus con estas proteínas celulares se confirmó adicionalmente mediante un ensayo de competición y un ensayo de inhibición que incluía las HSP ensayadas. Conclusión: Nuestros hallazgos sugieren que los aislamientos de rotavirus adaptados a las células tumorales estudiados aquí ofrecen una herramienta prometedora para eliminar las células tumorales, lo que estimula más investigaciones sobre este tema, incluidos los modelos animales.

Assessing the oncolytic potential of rotavirus on mouse myeloma cell line Sp2/0-Ag14 / Evaluación del potencial oncolítico del rotavirus en la línea celular Sp2/0-Ag14 de mieloma de ratón

Introduction: Cancer is the second leading cause of death in the United States, surpassed only by cardiovascular disease. However, cancer has now overtaken cardiovascular disease as the main cause of death in 12 countries in Western Europe. The burden of cancer is posing a major challenge to health care systems worldwide and demanding improvements in methods for cancer prevention, diagnosis, and treatment. Alternative and complementary strategies for orthodox surgery, radiotherapy, and chemotherapy need to be developed. Objective: To determine the oncolytic potential of tumor cell-adapted rotavirus in terms of their ability to infect and lysate murine myeloma Sp2/0-Ag14 cells. Materials and methods: We inoculated rotaviruses Wt1-5, WWM, TRUYO, ECwt-O, and WTEW in Sp2/0-Ag14 cells and we examined their infectious effects by immunocytochemistry, immunofluorescence, flow cytometry, and DNA fragmentation assays. Results: Rotavirus infection involved the participation of some heat shock proteins, of protein disulfide isomerase (PDI), and integrin ß3. We detected the accumulation of viral antigens within the virus-inoculated cells and in the culture medium in all the rotavirus isolates examined. The rotavirus-induced cell death mechanism in Sp2/0-Ag14 cells involved changes in cell membrane permeability, chromatin condensation, and DNA fragmentation, which were compatible with cytotoxicity and apoptosis. Conclusions: The ability of the rotavirus isolates Wt1-5, WWM, TRUYO, ECwt-O, and WTEW to infect and cause cell death of Sp2/0-Ag14 cells through mechanisms that are compatible with virus-induced apoptosis makes them potential candidates as oncolytic agents.

Introducción. El cáncer es la segunda causa de muerte en los Estados Unidos, solamente superado por la enfermedad cardiovascular. Sin embargo, el cáncer aventaja a la enfermedad cardiovascular como primera causa de muerte en doce países de Europa occidental. Se requieren mejores métodos de prevención, diagnóstico y tratamiento para afrontar el gran desafío que el cáncer representa mundialmente para los sistemas de salud, y se necesita desarrollar estrategias alternativas y complementarias a la cirugía, la radioterapia y la quimioterapia convencionales. Objetivo. Evaluar el potencial oncolítico de rotavirus adaptados a células tumorales por su capacidad para infectar y lisar células Sp2/0-Ag14 de mieloma de ratón. Materiales y métodos. Los aislamientos de rotavirus Wt1-5, WWM, TRUYO, ECwt-O y WTEW se inocularon en células Sp2/0-Ag14 y se examinaron sus efectos infecciosos mediante inmunocitoquímica, inmunofluorescencia, citometría de flujo y ensayos de fragmentación del ADN. Resultados. La infección con los rotavirus Wt1-5, WWM, TRUYO, ECwt-O y WTEW implicó la participación de algunas proteínas de choque térmico, la proteína disulfuro isomerasa y la integrina ß3. La acumulación de antígenos virales intracelulares y extracelulares se detectó en todos los virus utilizados. Los mecanismos de muerte inducidos por los rotavirus en células Sp2/0-Ag14 indujeron cambios en la permeabilidad de la membrana celular, la condensación de cromatina y la fragmentación de ADN, los cuales fueron compatibles con citotoxicidad y apoptosis. Conclusiones. La capacidad de los rotavirus estudiados para infectar y causar la muerte de células Sp2/0-Ag14 mediante mecanismos compatibles con la apoptosis inducida viralmente los convierte en candidatos potenciales para ser utilizados como agentes oncolíticos.

Virus oncolíticos: un arma contra el cáncer / Oncolytic viruses: a weapon against cancer

Resumen Introducción. Los virus oncolíticos son virus atenuados, mutados o que por naturaleza se dirigen y matan específicamente células tumorales, sin afectar a las células normales. La administración intratumoral del virus ofrece la oportunidad de tratar el tumor primario pero no focos metastásicos, los cuales pueden ser alcanzados mediante la administración intravenosa. Sin embargo, su eficiencia puede disminuir por la presencia de una respuesta inmunológica preexistente en los sujetos tratados. Objetivo. Exponer las técnicas utilizadas para envolver y transportar los virus con el fin de eludir el sistema inmunológico antes de que el virus llegue al tumor. Materiales y métodos. Se realizó una búsqueda narrativa de la literatura original y de revisión en las bases de datos PubMed, JSTOR y EBSCO sobre métodos o técnicas utilizadas para el tratamiento del cáncer mediante el uso de virus oncolíticos. Resultados. La formación de nanocomplejos entre los virus oncolíticos y biopolímeros -ya sea mediante la unión química o mediante la unión a través de interacciones electrostáticas o el uso de micropartículas, células transportadoras, liposomas, ultrasonido o terapias combinadas- es eficaz para evitar la respuesta inmunológica del huésped contra el virus. Conclusión. Para evitar la respuesta inmunológica del huésped contra los virus oncolíticos se han desarrollo diversos métodos que permiten la liberación controlada y especifica de los mismos. Sin embargo, debido a la diversidad de los virus, se debe tener en cuenta que la eficacia de los métodos de protección y transporte depende de las características bioquímicas tanto del biomaterial como del virus.

Abstract Introduction: Oncolytic viruses are attenuated, mutated, or naturally ocurring viruses that specifically kill tumor cells without affecting normal cells. Intratumoral administration of the virus offers the opportunity to treat the primary tumor but not metastatic foci, which can be done through intravenous administration. However, its efficacy may be reduced by the presence of a pre-existing immune response in treated subjects. Objective: To present the techniques used to wrap and transport viruses in order to bypass the immune system before the virus reaches the tumor. Materials and methods: A narrative search of original and review literature was conducted in the PubMed, JSTOR and EBSCO databases on methods or techniques used for the treatment of cancer using oncolytic viruses. Results: The formation of nanocomplexes between oncolytic viruses and biopolymers -either by chemical binding or electrostatic interactions, or cell-derived microparticles, carrier cells, liposomes, ultrasound or combination therapies- is effective in preventing the host's immune response against the virus. Conclusion: Different methods that depend on the type of oncolytic virus have been developed to increase the efficacy of the therapeutic response. Controlled and specific-release virus delivery systems have been developed to avoid the immune response against them. However, due to the diversity of viruses, it should be borne in mind that the effectiveness of protection and transport methods depends on the biochemical characteristics of both the biomaterial and the virus.

Updates on current advances in gene therapy / Actualizaciones acerca de los adelantos presentes en terapia genética

Gene therapy is the attempt to treat diseases by means of genetic manipulation. Numerous challenges remain to be overcome before it becomes available as a safe and effective treatment option. Retroviruses and adenoviruses are among the most commonly used viral vectors in trials. The retrovirus introduces the gene it carries into the target cell genome while the adenovirus introduces the gene into the target cell nucleus without incorporating it into the target cell genome. Other viral vectors such as adenoassociated viruses, pseudotyped viruses and herpes simplex viruses, are also gaining popularity. Proposed nonviral methods for gene transfer include physical methods and the employment of chemical vectors (lipoplexes, polyplexes and inorganic nanoparticles). Recent studies have investigated potential applications of gene therapy in correcting genetic diseases, treating malignant disorders and for treatment of other diseases. Trials on gene therapy for SCID and Leber's congenital amaurosis have achieved considerable success, but the widely publicized adverse reaction in Xlinked SCID patient receiving gene therapy raised concerns for safety profile of gene therapy. For that, several methods of improving safety and efficacy of gene therapy have been proposed. At present, the three main gene therapy strategies for treatment of cancer are application to oncolytic viruses, suicidegene therapy and genebased immunotherapy. Gendicine, the first approved anticancer drugs based on the use of gene therapy principle, is based on the use of oncolytic viruses. More evidence for wider clinical applications of gene therapy are expected as more gene therapy studies progress from the preclinical phase to clinical trial.

La terapia genética es el intento de tratar enfermedades por medio de la manipulación genética. Quedan aún numerosos retos que superar antes de que esté tipo de tratamiento se encuentre disponible como una opción segura y eficaz. Los retrovirus y los adenovirus se hallan entre los vectores virales más comúnmente utilizados en ensayos: el retrovirus introduce el gen - del cual es portador - en el genoma de la célula de destino, mientras el adenovirus introduce el gen en el núcleo de la célula de destino sin incorporarlo al genoma de la célula de destino. Otros vectores virales tales como los virus adenoasociados, los virus pseudotipados, y los virus del herpe simple, también están ganando popularidad. Los métodos no virales propuestos para la transferencia de genes incluyen tanto métodos físicos como el empleo de vectores químicos (lipoplexes, polisomas y nanopartículas inorgánicas). Estudios recientes han investigado las aplicaciones potenciales de la terapia genética en la corrección de las enfermedades genéticas, el tratamiento de los trastornos malignos y para el tratamiento de otras enfermedades. Los ensayos de terapia genética para SCID y la amaurosis congénita de Leber han logrado un éxito considerable, pero la reacción adversa ampliamente divulgada en el caso de los pacientes con SCID ligada al cromosoma, que recibían terapia génica, causó preocupación en cuanto al perfil de seguridad de la terapia génica. Por esa razón, se han propuesto varios métodos para mejorar la seguridad y la eficacia de la terapia génica. En la actualidad, las tres estrategias principales de terapia de genes para el tratamiento del cáncer son la aplicación de virus oncolíticos, la terapia con gen suicida, y la inmunoterapia genética. La gendicina, el primer medicamento anticancerígeno aprobado, basado en el uso del principio de la terapia génica, se basa en el uso de virus oncolíticos. Se esperan más evidencias a favor de aplicaciones clínicas más amplias de la terapia génica, a medida que más estudios de terapia génica progresan de la fase preclínica a la fase de ensayo clínico.