Adaptación del uso de codones de transgenes terapéuticos, un nuevo concepto en el diseño de adenovirus oncolíticos armados

Abstract

La viroterapia oncolítica es un tratamiento emergente basado en el uso de virus replicativos que de manera selectiva infectan células tumorales y provocan su muerte. Hasta la fecha, se han producido grandes avances en dotar a los virus de selectividad tumoral. Sin embargo, el principal desafío actual es potenciar la eficacia de este abordaje a fin de poder implementarlo en la práctica clínica habitual.

Una de las estrategias más prometedoras para dotar de mayor potencia antitumoral a los virus oncolíticos, pasa por incorporar genes terapéuticos en el genoma viral, a fin de que se expresen en el microambiente tumoral y aporten beneficios adicionales a la oncolisis. No obstante, se ha observado que, en ocasiones, la expresión de una proteína terapéutica puede afectar negativamente al fitness viral, haciendo que la capacidad replicativa del virus disminuya de manera considerable.

Estudios previos indican que el adenovirus utiliza la desviación en su uso de codones como mecanismo para optimizar el reparto de los recursos traduccionales de la célula. En base a este hecho, hemos hipotetizado que la expresión de transgenes terapéuticos podría afectar al equilibrio en el

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uso de codones del genoma adenoviral, y conducir a un fenómeno de competición intergénica por dichos recursos.

A fin de determinar el impacto del uso de codones de los transgenes armados en el genoma adenoviral, hemos estudiado cómo un mismo transgén con distintos patrones de uso de codones afecta a la expresión de las proteínas virales y a la producción de nuevos viriones. Nuestros datos sugieren que los transgenes, cuando se expresan en la fase tardía pos- infección, compiten con los genes virales por los recursos traduccionales, afectando el fitness viral de manera dependiente al uso de codones.

Transgenes altamente optimizados, secuestrarían los recursos traduccionales de la célula en detrimento de los genes virales, conduciendo así a una replicación viral deficiente. No obstante, hemos demostrado que es posible rescatar la actividad viral mediante la modulación del grado de optimización de los transgenes.

Estos resultados se han evidenciado en adenovirus armados con genes codificantes para la proteína reportera verde fluorescente o GFP, así como con dos transgenes terapéuticos, la enzima hialuronidasa (que degrada la matriz celular y reduce la desmoplasia tumoral) y la enzima LmPDT (que cataliza la conversión de prodrogas en bases púricas citotóxicas).

En conjunto, concluimos que adaptar el uso de codones de los transgenes armados en el genoma adenoviral es un parámetro crítico que debería considerarse en el diseño de adenovirus oncolíticos armados a fin maximizar el beneficio terapéutico de los mismos.