@article{SchaeferWeibelDonatetal.2012,
  author    = {Sch{\"a}fer, Simon and Weibel, Stephanie and Donat, Ulrike and Zhang, Quian and Aguilar, Richard J. and Chen, Nanhai G. and Szalay, Aladar A.},
  title     = {Vaccinia virus-mediated intra-tumoral expression of matrix metalloproteinase 9 enhances oncolysis of PC-3 xenograft tumors},
  series = {BMC Cancer},
  volume    = {12},
  journal   = {BMC Cancer},
  number    = {366},
  doi       = {10.1186/1471-2407-12-366},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-140800},
  year      = {2012},
  abstract  = {Background Oncolytic viruses, including vaccinia virus (VACV), are a promising alternative to classical mono-cancer treatment methods such as surgery, chemo- or radiotherapy. However, combined therapeutic modalities may be more effective than mono-therapies. In this study, we enhanced the effectiveness of oncolytic virotherapy by matrix metalloproteinase (MMP-9)-mediated degradation of proteins of the tumoral extracellular matrix (ECM), leading to increased viral distribution within the tumors. Methods For this study, the oncolytic vaccinia virus GLV-1h255, containing the mmp-9 gene, was constructed and used to treat PC-3 tumor-bearing mice, achieving an intra-tumoral over-expression of MMP-9. The intra-tumoral MMP-9 content was quantified by immunohistochemistry in tumor sections. Therapeutic efficacy of GLV-1h255 was evaluated by monitoring tumor growth kinetics and intra-tumoral virus titers. Microenvironmental changes mediated by the intra-tumoral MMP-9 over-expression were investigated by microscopic quantification of the collagen IV content, the blood vessel density (BVD) and the analysis of lymph node metastasis formation. Results GLV-1h255-treatment of PC-3 tumors led to a significant over-expression of intra-tumoral MMP-9, accompanied by a marked decrease in collagen IV content in infected tumor areas, when compared to GLV-1h68-infected tumor areas. This led to considerably elevated virus titers in GLV-1h255 infected tumors, and to enhanced tumor regression. The analysis of the BVD, as well as the lumbar and renal lymph node volumes, revealed lower BVD and significantly smaller lymph nodes in both GLV-1h68- and GLV-1h255- injected mice compared to those injected with PBS, indicating that MMP-9 over-expression does not alter the metastasis-reducing effect of oncolytic VACV. Conclusions Taken together, these results indicate that a GLV-1h255-mediated intra-tumoral over-expression of MMP-9 leads to a degradation of collagen IV, facilitating intra-tumoral viral dissemination, and resulting in accelerated tumor regression. We propose that approaches which enhance the oncolytic effect by increasing the intra-tumoral viral load, may be an effective way to improve therapeutic outcome.},
  language  = {en}
}
@article{DonatRotherSchaeferetal.2014,
  author    = {Donat, Ulrike and Rother, Juliane and Sch{\"a}fer, Simon and Hess, Michael and H{\"a}rtl, Barbara and Kober, Christina and Langbein-Laugwitz, Johanna and Stritzker, Jochen and Chen, Nanhai G. and Aguilar, Richard J. and Weibel, Stephanie and Szalay, Alandar A.},
  title     = {Characterization of Metastasis Formation and Virotherapy in the Human C33A Cervical Cancer Model},
  series = {PLoS ONE},
  volume    = {9},
  journal   = {PLoS ONE},
  number    = {6},
  issn      = {1932-6203},
  doi       = {10.1371/journal.pone.0098533},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-119674},
  pages     = {e98533},
  year      = {2014},
  abstract  = {More than 90\% of cancer mortalities are due to cancer that has metastasized. Therefore, it is crucial to intensify research on metastasis formation and therapy. Here, we describe for the first time the metastasizing ability of the human cervical cancer cell line C33A in athymic nude mice after subcutaneous implantation of tumor cells. In this model, we demonstrated a steady progression of lumbar and renal lymph node metastases during tumor development. Besides predominantly occurring lymphatic metastases, we visualized the formation of hematogenous metastases utilizing red fluorescent protein (RFP) expressing C33A-RFP cells. RFP positive cancer cells were found migrating in blood vessels and forming micrometastases in lungs of tumor-bearing mice. Next, we set out to analyze the influence of oncolytic virotherapy in the C33A-RFP model and demonstrated an efficient virus-mediated reduction of tumor size and metastatic burden. These results suggest the C33A-RFP cervical cancer model as a new platform to analyze cancer metastases as well as to test novel treatment options to combat metastases.},
  language  = {en}
}
@article{SchaeferWeibelDonatetal.2012,
  author    = {Sch{\"a}fer, Simon and Weibel, Stephanie and Donat, Ulrike and Zhang, Qian and Aguilar, Richard J. and Chen, Nanhai G. and Szalay, Aladar A.},
  title     = {Vaccinia virus-mediated intra-tumoral expression of matrix metalloproteinase 9 enhances oncolysis of PC-3 xenograft tumors},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-78220},
  year      = {2012},
  abstract  = {Background: Oncolytic viruses, including vaccinia virus (VACV), are a promising alternative to classical mono-cancer treatment methods such as surgery, chemo- or radiotherapy. However, combined therapeutic modalities may be more effective than mono-therapies. In this study, we enhanced the effectiveness of oncolytic virotherapy by matrix metalloproteinase (MMP-9)-mediated degradation of proteins of the tumoral extracellular matrix (ECM), leading to increased viral distribution within the tumors. Methods: For this study, the oncolytic vaccinia virus GLV-1h255, containing the mmp-9 gene, was constructed and used to treat PC-3 tumor-bearing mice, achieving an intra-tumoral over-expression of MMP-9. The intra-tumoral MMP-9 content was quantified by immunohistochemistry in tumor sections. Therapeutic efficacy of GLV-1h255 was evaluated by monitoring tumor growth kinetics and intra-tumoral virus titers. Microenvironmental changes mediated by the intra-tumoral MMP-9 over-expression were investigated by microscopic quantification of the collagen IV content, the blood vessel density (BVD) and the analysis of lymph node metastasis formation. Results: GLV-1h255-treatment of PC-3 tumors led to a significant over-expression of intra-tumoral MMP-9, accompanied by a marked decrease in collagen IV content in infected tumor areas, when compared to GLV-1h68-infected tumor areas. This led to considerably elevated virus titers in GLV-1h255 infected tumors, and to enhanced tumor regression. The analysis of the BVD, as well as the lumbar and renal lymph node volumes, revealed lower BVD and significantly smaller lymph nodes in both GLV-1h68- and GLV-1h255- injected mice compared to those injected with PBS, indicating that MMP-9 over-expression does not alter the metastasis-reducing effect of oncolytic VACV. Conclusions: Taken together, these results indicate that a GLV-1h255-mediated intra-tumoral over-expression of MMP-9 leads to a degradation of collagen IV, facilitating intra-tumoral viral dissemination, and resulting in accelerated tumor regression. We propose that approaches which enhance the oncolytic effect by increasing the intra-tumoral viral load, may be an effective way to improve therapeutic outcome.},
  subject      = {Biochemie},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Schaefer2012,
  author    = {Sch{\"a}fer, Simon},
  title     = {Wirkung der Vaccinia-viral kodierten Proteine Relaxin 1 und Matrixmetalloproteinase 9 auf die extrazellul{\"a}re Matrix und die virale Ausbreitung im Tumorgewebe},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bvb:20-opus-69592},
  school      = {Universit{\"a}t W{\"u}rzburg},
  year      = {2012},
  abstract  = {Die heute in der Krebstherapie vorherrschenden konventionellen Therapiemethoden weisen Defizite bez{\"u}glich ihrer Wirksamkeit auf und rufen oftmals gravierende Nebenwirkungen hervor. Eine Alternative f{\"u}r die Behandlung von Tumoren ist der Einsatz onkolytischer Viren. Um einen erfolgreichen klinischen Einsatz onkolytischer Viren zu erm{\"o}glichen, ist eine Verst{\"a}rkung von deren Wirksamkeit durch die Insertion therapeutischer Gene w{\"u}nschenswert. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit sollte der Abbau von Proteinen der extrazellul{\"a}ren Matrix durch die Insertion des Relaxin- oder Matrixmetalloproteinase 9-Gens (MMP-9) in das Vaccinia-Virus Genom erreicht und dadurch die Virusausbreitung im Tumorgewebe erleichtert werden. Hierf{\"u}r wurden die rekombinanten Vaccinia-Viren GLV-1h169, codierend f{\"u}r das Hormon Relaxin und GLV-1h255, codierend f{\"u}r das Enzym MMP-9, eingesetzt. Es wurde analysiert, ob die Expression dieser Proteine zu einem Abbau von Matrixproteinen f{\"u}hrt, dies die Virusausbreitung erleichtert und die Lyse infizierter Tumorzellen gegen{\"u}ber dem parentalen Virus GLV-1h68 verst{\"a}rkt. GLV-1h169 wurde in DU145-, PC3- und C33A-Tumor-tragende M{\"a}use injiziert und die Wirkung des viral-codierten Relaxins auf die extrazellul{\"a}re Matrix und die virale Ausbreitung im Tumorgewebe analysiert. In Zellkultur-Experimenten wurde ermittelt, dass die Insertion des Relaxin-Gens in das GLV-1h169-Genom das Replikationsverhalten in DU145-Zellen gegen{\"u}ber dem des parentalen Virus GLV-1h68 nicht negativ beeinflusst. In DU145-, PC3- und C33A-Tumorschnitten konnte eine Expression von Relaxin in GLV-1h169-infizierten Bereichen nachgewiesen werden. Die Expression von Relaxin soll durch die Aktivierung des Relaxin-Signalweges zur Translation von MMP-9 f{\"u}hren. Das Enzym wird von infizierten Zellen sezerniert und spaltet Proteine der extrazellul{\"a}ren Matrix. Der Gehalt der MMP-9 Substrate Collagen IV und Laminin in GLV-1h169 behandelten DU145- und C33A-Tumoren wurde analysiert und mit jenem in GLV-1h68- und PBS- behandelten Tumoren verglichen. In Virus-behandelten DU145-Tumoren zeigte sich im Vergleich mit PBS-behandelten Tumoren ein signifikant verringerter Collagen IV- und Laminingehalt. Weiterhin war der Collagen IV-Gehalt in GLV-1h169 infizierten Tumoren signifikant niedriger als in GLV-1h68 infizierten. Dies f{\"u}hrte jedoch nicht zu einer Erh{\"o}hung des Virustiters und nicht zu einer verbesserten Virusausbreitung. GLV-1h68- und GLV-1h169-infizierte Tumore zeigten gegen{\"u}ber PBS-behandelten Tumoren eine starke Regression. Die GLV-1h169-vermittelte Relaxin-Expression f{\"u}hrte jedoch nicht zu einer weiteren Verst{\"a}rkung der Tumorregression. In Virus-behandelten C33A-Tumoren wurde eine signifikante Erh{\"o}hung des Collagen IV- und Laminingehalts gegen{\"u}ber PBS-behandelten Tumoren nachgewiesen. Dies k{\"o}nnte durch eine Virus-induzierte Inflammationsreaktion hervorgerufen werden, die eine Fibroblasten-vermittelte Collagenablagerung nach sich zieht. Das MMP-9 Expressionsle-vel war in Virus-behandelten Tumoren gegen{\"u}ber PBS-behandelten signifikant erh{\"o}ht, jedoch bewirkte die GLV-1h169-vermittelte Expression von Relaxin keine zus{\"a}tzliche MMP-9 Expression. In Tumorrandbereichen erfolgte eine Expression von Relaxin und MMP-9, im Tumorinneren jedoch nur eine Expression von Relaxin. Hingegen wurde eine Korrelation zwischen der MMP-9-Expression und der Pr{\"a}senz MHC II-positiver Zellen beobachtet. Diese Zellen migrieren von außen in das Tumorgewebe und exprimieren dort MMP-9. Bei der Analyse der Virustiter und -ausbreitung im Tumorgewebe zeigten sich keine signifikanten Unterschiede zwischen GLV-1h68- und GLV-1h169-injizierten Tieren. Die Injektion von beiden onkolytischen Viren in C33A-Tumor-tragende M{\"a}use f{\"u}hrte zu einer starken Tumorregression. Diese wurde jedoch nicht durch die GLV-1h169-vermittelte Relaxin-Expression beeinflusst. Da die Aktivierung des Relaxin-Signalweges zu einer Expression des vascular endothelial growth factors (VEGF) f{\"u}hren kann, welcher die Angiogenese stimuliert, wurde die Blutgef{\"a}ßdichte in C33A-Tumoren ermittelt. Die Expression von Relaxin f{\"u}hrte nicht zu einer erh{\"o}hten Blutgef{\"a}ßdichte. Die Basalmembran von Blutgef{\"a}ßen enth{\"a}lt Collagen IV, deshalb wurde untersucht, ob die Relaxin-Expression eine erh{\"o}hte Permeabilit{\"a}t der Gef{\"a}ße bewirkt. In den Virus-behandelten Tumoren zeigte sich eine gegen{\"u}ber PBS-behandelten Tumoren signifikant erh{\"o}hte Gef{\"a}ß-Permeabilit{\"a}t, jedoch bewirkte die Expression von Relaxin keine weitere Erh{\"o}hung der Gef{\"a}ß-Permeabilit{\"a}t...},
  subject      = {Relaxin},
  language  = {de}
}