@phdthesis{Ye2022,
  author    = {Ye, Mingyu},
  title     = {Immunotherapy with Vaccinia virus co-expressing tumor-associated antigens and mouse IL-2 cytokine in mice with mammary cancer},
  doi       = {10.25972/OPUS-25309},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-253095},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2022},
  abstract  = {Interleukin 2 (IL-2) was the first cytokine applied for cancer treatment in human history. It has been approved as monotherapy for renal cell carcinoma and melanoma by the FDA and does mediate the regression of the tumors in patients. One of the possible mechanisms is that the administration of IL-2 led to T lymphocytes expansion, including CD4+ and CD8+ T cells. In addition, a recent study demonstrated that antigen-specific T cells could also be expanded through the induction of IL-2, which plays a crucial role in mediating tumor regression. However, despite the long-term and extensive use of IL-2 in the clinic, the ratio of patients who get a complete response was still low, and only about one-fifth of patients showed objective tumor regression. Therefore, the function of IL-2 in cancer treatment should continue to be optimized and investigated. A study by Franz O. Smith et al. has shown that the combination treatment of IL-2 and tumor-associated antigen vaccine has a strong trend to increased objective responses compared to patients with melanoma receiving IL-2 alone. Peptide vaccines are anti-cancer vaccines able to induce a powerful tumor antigenspecific immune response capable of eradicating the tumors. According to the type of antigens, peptide vaccines can be classified into two distinct categories: Tumor-associated antigens (TAA) vaccine and tumor-specific neoantigens (TSA) vaccine. Currently, Peptide vaccines are mainly investigated in phase I and phase II clinical trials of human cancer patients with various advanced cancers such as lung cancer, gastrointestinal tumors, and breast cancers. Vaccinia virus (VACV) is one of the safest viral vectors, which has been wildly used in cancer treatment and pathogen prevention. As an oncolytic vector, VACV can carry multiple large foreign genes, which enable the virus to introduce diagnostic and therapeutic agents without dramatically reducing the viral replication. Meanwhile, the recombinant vaccinia virus (rVACV) can be easily generated by homologous recombination. Here, we used the vaccinia virus as the therapeutic cancer vector, expressing mouse Interleukin 2 (IL-2) and tumor-associated antigens simultaneously to investigate the combined effect of anti-tumor immune response in the 4T1 mouse tumor model. As expected, the VACV driven mIL-2 expression remarkably increased both CD4+ and CD8+ populations in vivo, and the virus-expressed tumor-associated peptides successfully elicited theantigen-specific T cell response to inhibit the growth of tumors. Furthermore, the experiments with tumor-bearing animals showed that the mIL-2 plus tumor antigens expressing VACV vector gave a better anti-cancer response than the mIL-2 alone expressing vector. The combinations did significantly more inhibit tumor growth than mIL-2 treatment alone. Moreover, the results confirmed our previous unpublished data that the mIL-2 expression driven by synthetic early/late promoter in the Lister strain VACV could enhance the tumor regression in the 4T1 mouse model.},
  language  = {en}
}
@article{GoncharovaRuzhenkovaPetrovetal.2016,
  author    = {Goncharova, Elena P. and Ruzhenkova, Julia S. and Petrov, Ivan S. and Shchelkunov, Sergey N. and Zenkova, Marina A.},
  title     = {Oncolytic virus efficiency inhibited growth of tumour cells with multiple drug resistant phenotype in vivo and in vitro},
  series = {Journal of Translational Medicine},
  volume    = {14},
  journal   = {Journal of Translational Medicine},
  number    = {241},
  doi       = {10.1186/s12967-016-1002-x},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-165714},
  pages     = {1-14},
  year      = {2016},
  abstract  = {Background Tumour resistance to a wide range of drugs (multiple drug resistant, MDR) acquired after intensive chemotherapy is considered to be the main obstacle of the curative treatment of cancer patients. Recent work has shown that oncolytic viruses demonstrated prominent potential for effective treatment of diverse cancers. Here, we evaluated whether genetically modified vaccinia virus (LIVP-GFP) may be effective in treatment of cancers displaying MDR phenotype. Methods LIVP-GFP replication, transgene expression and cytopathic effects were analysed in human cervical carcinomas KB-3-1 (MDR-), KB-8-5 (MDR+) and in murine melanoma B-16 (MDR-), murine lymphosarcomas RLS and RLS-40 (MDR+). To investigate the efficacy of this therapy in vivo, we treated immunocompetent mice bearing murine lymphosarcoma RLS-40 (MDR+) (6- to 8-week-old female CBA mice; n = 10/group) or melanoma B-16 (MDR-) (6- to 8-week-old female C57Bl mice; n = 6/group) with LIVP-GFP (5 × 107 PFU of virus in 0.1 mL of IMDM immediately and 4 days after tumour implantation). Results We demonstrated that LIVP-GFP replication was effective in human cervical carcinomas KB-3-1 (MDR-) and KB-8-5 (MDR+) and in murine melanoma B-16 (MDR-), whereas active viral production was not detected in murine lymphosarcomas RLS and RLS-40 (MDR+). Additionally, it was found that in tumour models in immunocompetent mice under the optimized regimen intratumoural injections of LIVP-GFP significantly inhibited melanoma B16 (33 \% of mice were with complete response after 90 days) and RLS-40 tumour growth (fourfold increase in tumour doubling time) as well as metastasis. Conclusion The anti-tumour activity of LIVP-GFP is a result of direct oncolysis of tumour cells in case of melanoma B-16 because the virus effectively replicates and destroys these cells, and virus-mediated activation of the host immune system followed by immunologically mediated destruction of of tumour cells in case of lymphosarcoma RLS-40. Thus, the recombinant vaccinia virus LIVP-GFP is able to inhibit the growth of malignant cells with the MDR phenotype and tumour metastasis when administered in the early stages of tumour development.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Tsoneva2017,
  author    = {Tsoneva, Desislava},
  title     = {Humanized mouse model: a system to study the interactions of human immune system with vaccinia virus-infected human tumors in mice},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-118983},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2017},
  abstract  = {Ein vielversprechender neuer Ansatz zur Behandlung von Krebs beim Menschen ist die Verwendung von onkolytischen Viren, die einen Tumor-spezifischen Tropismus aufweisen. Einer der Top-Kandidaten in diesem Bereich ist das onkolytische Vaccinia Virus (VACV), das bereits vielversprechende Ergebnisse in Tierversuchen und in klinischen Studien gezeigt hat. Aber die von den in vivo in tierischen Modellen erhaltenen Resultate k{\"o}nnten ungenaue Informationen wegen der anatomischen und physiologischen Unterschiede zwischen den Spezies liefern. Andererseits sind Studien in Menschen aufgrund ethischer Erw{\"a}gungen und potenzieller Toxizit{\"a}t nur limitiert m{\"o}glich. Die zahlreichen Einschr{\"a}nkungen und Risiken, die mit den Humanstudien verbunden sind, k{\"o}nnten mit der Verwendung eines humanisierten Mausmodells vermieden werden. Die LIVP-1.1.1, GLV-2b372, GLV-1h68, GLV-1h375, GLV-1h376 and GLV-1h377 VACV St{\"a}mmen wurden von der Genelux Corporation zur Verf{\"u}gung gestellt. GLV-2b372 wurde durch Einf{\"u}gen der TurboFP635 Expressionskassette in den J2R Genlocus des parentalen LIVP-1.1.1-Stammes konstruiert. GLV-1h375, -1h376 and -1h377 kodiert das Gen f{\"u}r den menschlichen CTLA4-blockierenden Einzelketten-Antik{\"o}rper (CTLA4 scAb). Befunde aus Replikations- and Zytotoxizit{\"a}tsstudien zeigten, dass alle sechs Viren Tumorzellen infizieren, sich in ihnen replizieren und sie in Zellkultur schließlich ebenso dosis- und zeitabh{\"a}ngig effizient abt{\"o}ten konnten. CTLA4 scAb und β-Glucuronidase (GusA) Expression sowie Virus Titer in GLV-1h376-infizierten A549-Zellen wurde anhand von ELISA-, β-Glucuronidase- and Standard Plaque-Assays bestimmt. Hierbei zeigte sich eine ausgezeichnete Korrelation mit Korrelationskoeffizienten R2>0.9806. Der durch das GLV-1h376 kodierte CTLA4 scAb wurde erfolgreich aus {\"U}berst{\"a}nden von infizierten CV-1-Zellen gereinigt. CTLA4 scAb hat eine hohe in-vitro-Affinit{\"a}t zu seinem menschlichen CTLA4-Zielmolek{\"u}l sowie abwesende Kreuzreaktivit{\"a}t gegen{\"u}ber murine CTLA4 gezeigt. CTLA4 scAb Funktionalit{\"a}t wurde in Jurkat-Zellen best{\"a}tigt. LIVP-1.1.1, GLV-2b372, GLV-1h68 und GLV-1h376 wurden auch in nicht-tumor{\"o}sen und/oder tumortragenden humanisierten M{\"a}usen getestet. Zun{\"a}chst wurde gezeigt, dass die Injektion von menschlichen CD34+ Stammzellen in die Leber von vorkonditionierten neugeborenen NSG M{\"a}usen zu einer erfolgreichen systemische Rekonstitution mit menschlichen Immunzellen gef{\"u}hrt hat. CD19+-B-Zellen, CD4+- und CD8+-CD3+-T-Zellen, NKp46+CD56- und NKp46+CD56+-NK-Zellen sowie CD33+-myeloischen Zellen wurden detektiert. Die Mehrheit der nachgewisenen humanen h{\"a}matopoetischen Zellen im M{\"a}useblut in den ersten Wochen nach der Humanisierung waren CD19+-B-Zellen, und nur ein kleiner Teil waren CD3+-T-Zellen. Mit der Zeit wurde eine signifikante Ver{\"a}nderung in CD19+/CD3+-Verh{\"a}ltnis beobachtet, die parallel zur Abnahme der B-Zellen und einem Anstieg der T-Zellen kam. Die Implantation von A549-Zellen unter die Haut dieser M{\"a}use f{\"u}hrte zu einem progressiven Tumorwachstum. Bildgebende Verfahren zur Detektion von Virus-vermittelter TurboFP635- und GFP-Expression, Standard Plaque Assays sowie immunohistochemische Analysen best{\"a}tigten die erfolgreiche Invasion der Viren in die subkutanen Tumoren. Die humane CD45+-Zellpopulation in Tumoren wurde haupts{\"a}chlich durch NKp46+CD56bright-NK-Zellen und einen hohen Anteil von aktivierten CD4+- und zytotoxische CD8+-T-Zellen dargestellt. Es wurden jedoch keine signifikanten Unterschiede zwischen den Kontroll- und LIVP-1.1.1-infizierten Tumoren beobachtet, was darauf hindeutete, dass die Rekrutierung von NK- und aktivierten T-Zellen, mehr Tumorgewebe-spezifisch als Virus-abh{\"a}ngig waren. Die GLV-1h376-vermittelten CTLA4 scAb-Expression in den infizierten Tumoren war ebenfalls nicht in der Lage, die Aktivierung von Tumor-infiltrierenden T-Zellen im Vergleich zur Kontrolle und GLV-1h68-behandelten M{\"a}usen, signifikant zu erh{\"o}hen. ELISA-, β-Glucuronidase- and Standard Plaque-Assays zeigten eine eindeutige Korrelation mit den Korrelationskoeffizienten R2>0,9454 zwischen CTLA4 scAb- und GusA-Konzentrationen und Virus Titer in Tumorproben von GLV-1h376-behandelten M{\"a}usen. T-Zellen, die aus der Milz dieser Tumor-tragenden M{\"a}use isoliert wurden, waren funktionell und konnten erfolgreich mit Beads aktiviert werden. Mehr CD25+ und IFN-ɣ+ T-Zellen wurden in der GLV-1h376-Gruppe gefunden, wahrscheinlich aufgrund der CTLA4-Blockade durch die Virus-vermittelte CTLA4 scAb-Expression in den M{\"a}usen. Außerdem wurde eine h{\"o}here Konzentration von IL-2 in dem Kultur{\"u}berstand von diesen Splenozyten im Vergleich zu Kontrollproben nachgewiesen. Im Gegensatz zu der Aktivierung mit Beads konnten T-Zellen von allen drei Maus-Gruppen nicht durch A549 Tumorzellen ex vivo aktiviert werden. Unser Mausmodell hat den besonderen Vorteil, dass sich Tumoren unter der Haut der humanisierten M{\"a}use entwickeln, was eine genaue {\"U}berwachung des Tumorwachstums und Auswertung der onkolytischen Virotherapie erm{\"o}glicht.},
  subject      = {Vaccinia virus},
  language  = {en}
}
@article{HofmannWeibelSzalay2014,
  author    = {Hofmann, Elisabeth and Weibel, Stephanie and Szalay, Aladar A.},
  title     = {Combination treatment with oncolytic Vaccinia virus and cyclophosphamide results in synergistic antitumor effects in human lung adenocarcinoma bearing mice},
  doi       = {10.1186/1479-5876-12-197},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-110168},
  year      = {2014},
  abstract  = {Background The capacity of the recombinant Vaccinia virus GLV-1h68 as a single agent to efficiently treat different human or canine cancers has been shown in several preclinical studies. Currently, its human safety and efficacy are investigated in phase I/II clinical trials. In this study we set out to evaluate the oncolytic activity of GLV-1h68 in the human lung adenocarcinoma cell line PC14PE6-RFP in cell cultures and analyzed the antitumor potency of a combined treatment strategy consisting of GLV-1h68 and cyclophosphamide (CPA) in a mouse model of PC14PE6-RFP lung adenocarcinoma. Methods PC14PE6-RFP cells were treated in cell culture with GLV-1h68. Viral replication and cell survival were determined by plaque assays and 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assays, respectively. Subcutaneously implanted PC14PE6-RFP xenografts were treated by systemic injection of GLV-1h68, CPA or a combination of both. Tumor growth and viral biodistribution were monitored and immune-related antigen profiling of tumor lysates was performed. Results GLV-1h68 efficiently infected, replicated in and lysed human PC14PE6-RFP cells in cell cultures. PC14PE6-RFP tumors were efficiently colonized by GLV-1h68 leading to much delayed tumor growth in PC14PE6-RFP tumor-bearing nude mice. Combination treatment with GLV-1h68 and CPA significantly improved the antitumor efficacy of GLV-1h68 and led to an increased viral distribution within the tumors. Pro-inflammatory cytokines and chemokines were distinctly elevated in tumors of GLV-1h68-treated mice. Factors expressed by endothelial cells or present in the blood were decreased after combination treatment. A complete loss in the hemorrhagic phenotype of the PC14PE6-RFP tumors and a decrease in the number of blood vessels after combination treatment could be observed. Conclusions CPA and GLV-1h68 have synergistic antitumor effects on PC14PE6-RFP xenografts. We strongly suppose that in the PC14PE6-RFP model the enhanced tumor growth inhibition achieved by combining GLV-1h68 with CPA is due to an effect on the vasculature rather than an immunosuppressive action of CPA. These results provide evidence to support further preclinical studies of combining GLV-1h68 and CPA in other highly angiogenic tumor models. Moreover, data presented here demonstrate that CPA can be combined successfully with GLV-1h68 based oncolytic virus therapy and therefore might be promising as combination therapy in human clinical trials.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Ehrig2012,
  author    = {Ehrig, Klaas},
  title     = {Effects of stem cell transcription factor-expressing vaccinia viruses in oncolytic virotherapy},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-85139},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Krebserkrankungen bleiben auch im Jahr 2012 die zweith{\"a}uftigste Todesursache in der industralisierten Welt. Zus{\"a}tzlich hat die Etablierung der Krebsstammzell-Hypothese grunds{\"a}tzliche Auswirkungen auf die Erfolgsaussichten konventioneller Krebstherapie, wie Chemotherapie oder Strahlentherapie. Deswegen ist es von gr{\"o}βter Notwendigkeit, dass neue Ans{\"a}tze zur Krebstherapie entwickelt werden, die den Ausgang der Behandlung verbessern und zu weniger Nebenwirkungen f{\"u}hren. Diverse vorklinische Studien haben gezeigt, dass die onkolytische Virotherapie mit Vaccinia-Viren ein potentes und gut tolerierbares neues Werkzeug in der Krebstherapie darstellt. Die Effizienz des Vaccinia-Virus als Therapeutikum allein oder in Kombination mit Strahlen- oder Chemotherapie wird aktuell in mehreren klinischen Studien der Phasen I \& II getestet. Krebsstammzellen und Stammzellen teilen eine Vielzahl von Eigenschaften, wie die F{\"a}higkeit zur Selbst-Erneuerung und Pluripotenz, Stilllegung der Zellproliferation, Resistenz gegen Medikamente oder Bestrahlung, die Expression von diversen Zelloberfl{\"a}chen-molek{\"u}len, die Aktivierung und Hemmung spezifischer Signaltransduktionswege oder die Expression von Stammzell-spezifischen Genen. In dieser Arbeit wurden zwei neue rekombinante Vaccinia-Viren entwickelt, welche die Stammzell-Transkriptionsfaktoren Nanog (GLV-1h205) und Oct4 (GLV-1h208) exprimieren, um tiefere Einblicke in die Rolle dieser Masterregulatoren in der Entstehung von Krebs und ihrem Einfluss auf die onkolytische Virotherapie zu gewinnen. Das Replikationspotential beider Virusst{\"a}mme in menschlichen A549-Zellen und PC-3-Zellen wurde anhand von Replikations-Assays bestimmt. Die Expression der Virus-spezifischen Markergene Ruc-GFP und beta-Galaktosidase, wie auch die Expression der Transkriptionsfaktoren Nanog und Oct4 wurde mit Hilfe von RT-PCR, SDS-PAGE und Western blotting, sowie immunozytochemischen Experimenten nachgewiesen. Des Weiteren wurde der Einfluss einer GLV-1h205-Infektion von A549-Zellen auf den Zellzyklus untersucht. Zudem wurde die Bedeutung der Virus-vermittelten Transkriptionsfaktor-Expression auf die Behandlung von subkutanen A549-Tumoren in einem Xenograft-Modell untersucht. Zur Untersuchung, ob die beobachteten Vorteile in der Behandlung von Lungenadenokarzinomen in M{\"a}usen mit GLV-1h205 Promoter- oder Transkriptionsfaktor-abh{\"a}ngig sind, wurde ein Kontroll-Virus (GLV-1h321) hergestellt, dass f{\"u}r eine unfunktionale Nanog-Mutante codiert. Mittels SDS-PAGE und Western blotting sowie Immunozytochemie wurde die Transgen-Expression analysiert. Ein weitere Aspekt dieser Arbeit war die Fragestellung, ob sich das onkolyische Vaccinia-Virus GLV-1h68 eignet, als neues und weniger invasives Therapeutikum effizient Darmkrebszellen zu infizieren um sich in ihnen zu replizieren und diese anschlieβend zu lysieren. Ein derartiger Therapieansatz w{\"u}rde besonders im Hinblick auf sp{\"a}t diagnostizierten, metastasierenden Darmkrebs eine interessante Behandlungsalternative darstellen. Virale Markergen-expression wurde anhand von Fluoreszenzmikroskopie und FACS-Analyse untersucht. Desweiteren wurde gezeigt, dass die einmalige Administration von GLV-1h68 in mindestens zwei verschiedenen Darmkrebszelllinien zu einer signifikanten Inhibierung des Tumorwachstums in vivo und zu signifikant verbessertem {\"U}berleben f{\"u}hrt. Der Transkriptionsfaktor Klf4 wird zwar stark in ruhenden, ausdifferenzierten Zellen des Darmepithels exprimiert, ist hingegen bei Darmkrebs generell dramatisch herabreguliert. Die Expression von Klf4 f{\"u}hrt zu einem Stop der Zellproliferation und inhibiert die Aktivit{\"a}t des Wnt-Signalweges, indem es im Zellkern an die Transaktivierungsdom{\"a}ne von beta-Catenin bindet. Um die Behandlung von Darmkrebs mit Hilfe onkolytischer Virotherapie weiter zu verbessern, wurden verschiedene Vaccinia-Viren (GLV-1h290-292) erzeugt, die durch verschiedene Promoterst{\"a}rken die Expression unterschiedlicher Mengen an Tumorsuppressor Klf4 vermitteln. Die anf{\"a}ngliche Charakterisierung der drei Virusst{\"a}mme mittels Replikations-Assay, Zytotoxizit{\"a}tstudien, SDS-PAGE und Western blotting, Immunozytochemie sowie die Analyse der Proteinfunktion mit Hilfe von qPCR- und ELISA-Analysen zur Bestimmung von zellul{\"a}rem beta-Catenin, zeigten eine Promoter-abh{\"a}ngige Expression und Wirkung von Klf4. F{\"u}r weitere Analysen wurde das Virus GLV-1h291 gew{\"a}hlt, welches nach Infektion die gr{\"o}βte Menge an Klf4 produziert und zus{\"a}tzlich durch die C-terminale Fusion einer TAT Transduktionsdom{\"a}ne Membran-g{\"a}ngig gemacht (GLV-1h391). Die erhaltenen Befunde machen das Klf4-TAT-kodierende Vaccinia-Virus GLV-1h391 zu einem vielversprechenden Kandidaten f{\"u}r eine Behandlung von Darmkrebs beim Menschen.},
  subject      = {Lungenkrebs},
  language  = {en}
}