Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd1030710.32607/20758251-2019-11-1-66-73Research ArticlesЭкспериментальные статьиResearch ArticleAdaptation of the Newcastle Disease Virus to Cell Cultures for Enhancing Its Oncolytic PropertiesАдаптация вируса болезни Ньюкасла к клеточным линиям с целью повышения онколитических свойствYurchenkoK. S.ЮрченкоK. С.
Russian Federation
xenia7yurchenko@gmail.comJingYi.ЦзинИ.
Russian Federation
xenia7yurchenko@gmail.comShestopalovA. M.ШестопаловA. M.
Russian Federation
xenia7yurchenko@gmail.comFederal State Budget Scientific Institution «Federal Research Center of Fundamental and Translational Medicine»Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медициныFederal State Budgetary Educational Institution of higher professional education “Novosibirsk national research state University»Новосибирский национальный исследовательский государственный университет15032019111VOL 11, NO1 (2019)ТОМ 11, №1 (2019)667317012020Copyright ©; 2019, Yurchenko K.S., Jing Y., Shestopalov A.M.Copyright ©; 2019, Юрченко K.С., Цзин И., Шестопалов A.M.2019Yurchenko K.S., Jing Y., Shestopalov A.M.Юрченко K.С., Цзин И., Шестопалов A.M.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/10307

This study focuses on the adaptation of natural Newcastle disease virus (NDV) strains isolated from wild birds to human tumor cells. Many candidates for virotherapy are viruses pathogenic for human. During recombination of genetic material, there always exists a risk of getting a virus with an unstable genome. This problem can be solved by using natural apathogenic viruses as oncolytic agents. The Newcastle disease virus is the causative agent of contagious avian diseases. Its natural strains exhibit an antitumor effect and are considered safe for humans. As shown in earlier studies, the oncolytic properties of natural strains can be enhanced during adaptation to cell cultures, without interference in the virus genome. This study demonstrates that serial passaging increases the viral infectious titer in cancer cells. Moreover, the viability of tumor cells decreases post-infection when Newcastle disease virus strains are adapted to these cell cultures. The findings of this study complement the well-known data on the adaptation of the Newcastle disease virus to human cancer cells. Hence, it is possible to obtain a NDV strain with a more pronounced oncolytic potential during adaptation. This should be taken into account when choosing a strategy for designing anticancer drugs based on this virus.

Настоящая работа посвящена адаптации природных штаммов вируса болезни Ньюкасла, выде ленных от диких птиц, на опухолевых клетках человека. Большинство потенциальных онколитических вирусов относится к патогенным для человека видам. При манипуляции с генетическим материалом всегда есть риск получить вирус с нестабильным геномом. Решением может быть применение в качестве онколитических агентов природных апатогенных для человека вирусов. Вирус болезни Ньюкасла - возбудитель контагиозных заболеваний птиц, природные штаммы которого проявляют противоопухолевое действие и считаются безопасными для человека. Как показано в ряде работ, онколитические свойства природных штаммов можно повысить в процессе адаптации к культурам клеточных линий без вмешательства в геном вируса. В данной работе показано, что последовательные пассажи позволяют повысить инфекционный титр вируса на раковых клетках и привести к снижению жизнеспособности опухолевых клеток после ин фицирования штаммом, адаптированным на этих клеточных линиях. Полученные результаты дополняют известные данные о процессе адаптации вируса болезни Ньюкасла к опухолевым клеткам человека. Таким образом, при адаптации вируса болезни Ньюкасла можно получить штамм с более выраженным онколи тическим потенциалом, что необходимо учитывать при выборе стратегии разработки противоопухолевых препаратов на основе этого вируса.

adaptationNewcastle disease virusoncolytic propertiestumor cellscytotoxic effectадаптациявирус болезни Ньюкаслаонколитические свойстваопухолевые клеткицитотоксическое действиеThe study was carried out with a financial support of the Russian Foundation for Basic Research under the project No. 18-34-00139.Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 18-34-00139.[1] Buijs P.R., Verhagen J.H., van Eijck C.H., van den Hoogen B.G. // Hum. Vaccin. Immunother. 2015, V.11, №7, P.1573-1584[2] Schirrmacher V. // Expert Opin. Biol. Ther. 2015, V.15, №12, P.1757-1771[3] Biswas M., Kumar S.R., Allen A., Yong W., Nimmanapalli R., Samal S.K., Elankumaran S. // Viral Immunol. 2012, V.25, №4, P.268-276[4] Schirrmacher V. // Biomedicines. 2016, V.4, №3, P.pii: E16[5] Schirrmacher V., Fournier P. // Methods Mol. Biol. 2009, V.542, P.565-605[6] Ginting T.E., Suryatenggara J., Christian S., Mathew G. // Oncolytic Virother. 2017, V.6, P.21-30[7] Chen N., Bellone C.J., Schriewer J., Owens G., Fredrickson T., Parker S., Buller R.M. // Virology 2011, V.409, №2, P.328-337[8] Lee P., Knight R., Smit J.M., Wilschut J., Griffin D.E. // Virology Journal 2002, V.76, №12, P.6302-6310[9] // PDQ Integrative, Alternative, and Complementary Therapies Editorial Board. Newcastle Disease Virus (PDQ®): Health Professional Version. 2018 Aug 22. In: PDQ Cancer Information Summaries [Internet]. Bethesda (MD): National Cancer Institute (US); 2018, url https:// www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK65752/[10] Lam H.Y., Yeap S.K., Rasoli M., Omar A.R., Yusoff K., Suraini A.A., Alitheen N.B. // J. Biomed. Biotechnol. 2011, V.2011, P.718710[11] Ghrici M., El Zowalaty M., Omar A.R., Ideris A. // Int. J. Mol. Med. 2013, V.31, №3, P.525-532[12] Bian J., Wang K., Kong X., Liu H., Chen F., Hu M., Zhang X., Jiao X., Ge B., Wu Y., Meng S. // Arch. Virol. 2011, V.156, №8, P.1335-1344[13] Pecora A.L., Rizvi N., Cohen G.I., Meropol N.J., Sterman D., Marshall J.L., Goldberg S., Gross P., O’Neil J.D., Groene W.S. // J. Clin. Oncol. 2002, V.20, №9, P.2251-2266[14] Csatary L.K., Bakács T. // JAMA. 1999, V.281, №17, P.1588-1589[15] Apostolidis L., Schirrmacher V., Fournier P. // Int. J. Oncol. 2007, V.31, №5, P.1009-1019[16] Reichard K.W., Lorence R.M., Cascino C.J., Peeples M.E., Walter R.J., Fernando M.B., Reyes H.M., Greager J.A. // J. Surg. Res. 1992, V.52, №5, P.448-453[17] Lorence R.M., Katubig B.B., Reichard K.W., Reyes H.M., Phuangsab A., Sassetti M.D., Walter R.J., Peeples M.E. // Cancer Research 1994, V.54, №23, P.6017-6021[18] Yurchenko K.S., Zhou P., Kovner A.V., Zavjalov E.L., Shestopalova L.V., Shestopalov A.M. // PLoS One. 2018, V.13, №4, e0195425[19] Moore A.E. // Ann. N.Y. Acad. Sci. 1952, V.54, №6, P.945-952[20] Ahamed T., Hossain K.M., Billah M.M., Islam K.M.D., Ahasan M.M., Islam M.E. // Int. J. Poult. Sci. 2004, V.3, №2, P.153-156[21] Visnuvinayagam S., Thangavel K., Lalitha N., Malmarugan S., Sukumar K. // Braz. J. Microbiol. 2015, V.46, №3, P.861-865[22] Kumar R., Tiwari A.K., Chaturvedi U., Kumar G.R., Sahoo A.P., Rajmani R.S., Saxena L., Saxena S., Tiwari S., Kumar S. // Appl. Biochem. Biotechnol. 2012, V.167, №7, P.2005-2022[23] Flanagan A.D., Love R., Tesar W. // Proc. Soc. Exper. Bid. Med. 1955, V.90, №1, P.82-86[24] Cassel W.A., Garrett R.E. // Cancer. 1965, V.18, P.863-868[25] Cassel W.A., Murray D.R., Torbin A.H., Olkowski Z.L., Moore M.E. // Cancer. 1977, V.40, №2, P.672-679[26] Yurchenko K.S., Sivay M.V., Glushchenko A.V., Alkhovsky S.V., Shchetinin A.M., Shchelkanov M.Y., Shestopalov A.M. // Genome Announ. 2015, V.3, №1, pii: e01514-14[27] Kabilov M.R., Alikina T.Y., Yurchenko K.S., Glushchenko A.V., Gunbin K.V., Shestopalov A.M., Gubanova N.V. // Genome Announ. 2016, V.4, №6, pii: e01348-16[30] // World Health Organization. Global Influenza Surveillance Network. Manual for the laboratory diagnosis and virological surveillance of influenza. 2011, url https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/44518/9789241548090_eng.pdf[30] // World Health Organization. Virus titration and determination of tissue culture infectious dose (TCID50) for microneutralization assay. 2013. 2013, url http://www.who.int/influenza/gisrs_laboratory/cnic_serological_diagnosis_microneutralization_a_h7n9.pdf.[30] Ashmarin I.P., Vorobiev A.A. // Statistical methods in microbiological studies // Statistical methods in microbiological studies. Leningrad: Medgiz, Leningrad branch, 1962. 180 p. 1962