Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd2750110.32607/actanaturae.27501ReviewsОбзорыReview ArticleRecombinant VSVs: A Promising Tool for VirotherapyРекомбинантные VSV как перспективный инструмент виротерапииhttps://orcid.org/0000-0002-9209-5857VoronaK. A.ВоронаК. А.
Russian Federation
moroz.vd@talantiuspeh.ruhttps://orcid.org/0009-0001-4588-8205MorozV. D.МорозВ. Д.
Russian Federation
moroz.vd@talantiuspeh.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6271-1076GasanovN. B.ГасановН. Б.
Russian Federation
moroz.vd@talantiuspeh.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6391-5182KarabelskyA. V.КарабельскийА. В.
Russian Federation
moroz.vd@talantiuspeh.ruSirius University of Science and TechnologyНаучно-технологический университет «Сириус»091220241644142308202418102024Copyright ©; 2024, Vorona K.A., Moroz V.D., Gasanov N.B., Karabelsky A.Copyright ©; 2024, Ворона К.А., Мороз В.Д., Гасанов Н.Б., Карабельский А.В.2024Vorona K.A., Moroz V.D., Gasanov N.B., Karabelsky A.Ворона К.А., Мороз В.Д., Гасанов Н.Б., Карабельский А.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/27501

Cancer is one of the leading causes of death worldwide. Traditional cancer treatments include surgery, radiotherapy, and chemotherapy, as well as combinations of these treatments. Despite significant advances in these fields, the search for innovative ways to treat malignant tumors, including the application of oncolytic viruses, remains relevant. One such virus is the vesicular stomatitis virus (VSV), which possess a number of useful oncolytic properties. However, VSV-based drugs are still in their infancy and are yet to be approved for clinical use. This review discusses the mechanisms of oncogenesis, the antiviral response of tumor and normal cells, and markers of tumor cell resistance to VSV virotherapy. In addition, it examines methods for producing and arming recombinant VSV and provides examples of clinical trials. The data presented will allow better assessment of the prospects of using VSV as an oncolytic.

Онкологические заболевания являются одной из основных причин смертности в мире. Классические методы, применяемые при онкологических заболеваниях, включают хирургию, лучевую терапию и химиотерапию, а также комбинации этих методов. Несмотря на значительные достижения в этой области, актуальным остается поиск инновационных методов лечения злокачественных опухолей, в том числе с использованием онколитических вирусов. Одним из таких вирусов является вирус везикулярного стоматита (VSV), который обладает рядом полезных свойств в качестве онколитика. Однако лекарственные препараты на основе VSV находятся только на стадии разработки и не одобрены для клинического применения. В данной работе обсуждаются механизмы онкогенеза, противовирусный ответ опухолевых и нормальных клеток, а также маркеры устойчивости опухолевых клеток к виротерапии VSV. Кроме того, в обзоре рассмотрены способы получения и армирования рекомбинантных VSV, приведены примеры клинических исследований. Представленные данные позволят лучше оценить перспективы использования VSV в роли онколитика.

oncolytic virusesvesicular stomatitis viruscancer immunotherapyinterferon-stimulated genebiomarker of resistanceонколитические вирусывирус везикулярного стоматитаиммунотерапия опухолейинтерферон-стимулируемый генбиомаркеры устойчивостиGovernment of the Russian FederationПравительство РФ18-03Khoshandam M., Soltaninejad H., Hamidieh A.A., Hosseinkhani S. // Genes Dis. 2024. V. 11. № 4. P. 101121.Kroemer G., Chan T.A., Eggermont A.M.M., Galluzzi L. // CA Cancer J. Clin. 2024. V. 74. № 2. P. 187–202.Macedo N., Miller D.M., Haq R., Kaufman H.L. // J. Immunother. Cancer. 2020. V. 8. № 2. P. e001486.Dietzgen R.G., Kondo H., Goodin M.M., Kurath G., Vasilakis N. // Virus Res. 2017. V. 227. P. 158–170.Gao Y. // DNA Cell. Biol. 2024. V. 43. № 2. P. 57–60.Ahmed M., Cramer S.D., Lyles D.S. // Virology. 2004. V. 330. № 1. P. 34–49.Wollmann G., Davis J.N., Bosenberg M.W., van den Pol A.N. // J. Virol. 2013. V. 87. № 12. P. 6644–6659.Huang T.-G., Ebert O., Shinozaki K., García-Sastre A., Woo S.L.C. // Mol. Ther. 2003. V. 8. № 3. P. 434–440.Murphy A.M., Besmer D.M., Moerdyk-Schauwecker M., Moestl N., Ornelles D.A., Mukherjee P., Grdzelishvili V.Z. // J. Virol. 2012. V. 86. № 6. P. 3073–3087.Cary Z.D., Willingham M.C., Lyles D.S. // J. Virol. 2011. V. 85. № 12. P. 5708–5717.Tarasova I.A., Tereshkova A.V., Lobas A.A., Solovyeva E.M., Sidorenko A.S., Gorshkov V., Kjeldsen F., Bubis J.A., Ivanov M.V., Ilina I.Y., et al. // Oncotarget. 2018. V. 9. № 2. P. 1785–1802.Bray F., Laversanne M., Sung H., Ferlay J., Siegel R.L., Soerjomataram I., Jemal A. // CA Cancer J. Clin. 2024. V. 74. № 3. P. 229–263.Santucci C., Mignozzi S., Malvezzi M., Boffetta P., Collatuzzo G., Levi F., La Vecchia C., Negri E. // Ann. Oncol. 2024. V. 35. № 3. P. 308–316.Hanahan D. // Cancer Discov. 2022. V. 12. № 1. P. 31–46.Lee E.Y.H.P., Muller W.J. // Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 2010. V. 2. № 10. P. a003236.Bertram J.S. // Mol. Aspects Med. 2000. V. 21. № 6. P. 167–223.Bastos I.M., Rebelo S., Silva V.L.M. // Biochem. Pharmacol. 2024. V. 221. P. 116045.Thienpont B., van Dyck L., Lambrechts D. // Mol. Cell. Oncol. 2016. V. 3. № 6. P. e1240549.Zhao H., Wu L., Yan G., Chen Y., Zhou M., Wu Y., Li Y. // Signal Transduct. Target Ther. 2021. V. 6. № 1. P. 263.Colotta F., Allavena P., Sica A., Garlanda C., Mantovani A. // Carcinogenesis. 2009. V. 30. № 7. P. 1073–1081.Singh M., Overwijk W.W. // Cancer Immunol. Immunother. 2015. V. 64. № 7. P. 911–921.Boisgerault N., Tangy F., Gregoire M. // Immunotherapy. 2010. V. 2. № 2. P. 185–199.Ahmad A., Uddin S., Steinhoff M. // Int. J. Mol. Sci. 2020. V. 21. № 11. P. 3906.Gershovich P.M., Karabelskii A.V., Ulitin A.B., Ivanov R.A. // Biochemistry (Moscow). 2019. V. 84. № 7. P. 695–710.Petukhov A.V., Markova V.A., Motorin D.V., Titov A.K., Belozerova N.S., Gershovich P.M., Karabelsky A., Ivanov R.A., Zaikova E., Smirnov E.Y., et al. // Klinicheskaya Onkogematologiya/Clinical Oncohematology. 2018. V. 11. № 1. P. 1–9.Hoos A. // Nat. Rev. Drug Discov. 2016. V. 15. № 4. P. 235–247.Karabelskii A.V., Nemankin T.A., Ulitin A.B., Vaganov A.S., Mosina E.A., Ivanov R.A. // Biotekhnologiya. 2017. № 1. P. 10–29.de Gruijl T.D., Janssen A.B., van Beusechem V.W. // Expert Opin. Biol. Ther. 2015. V. 15. № 7. P. 959–971.Puduvalli V.K. // Oncology (Williston Park). 2016. V. 30. № 3. P. 222–223.Malogolovkin A., Gasanov N., Egorov A., Weener M., Ivanov R., Karabelsky A. // Viruses. 2021. V. 13. № 7. P. 1271.Kiaheyrati N., Babaei A., Ranji R., Bahadoran E., Taheri S., Farokhpour Z. // Life Sci. 2024. V. 349. P. 122734.Babiker H.M., Riaz I.B., Husnain M., Borad M.J. // Oncolytic Virother. 2017. V. 6. P. 11–18.Liang M. // Curr. Cancer Drug Targets. 2018. V. 18. № 2. P. 171–176.Andtbacka R.H.I., Kaufman H.L., Collichio F., Amatruda T., Senzer N., Chesney J., Delman K.A., Spitler L.E., Puzanov I., Agarwala S.S., et al. // J. Clin. Oncol. 2015. V. 33. № 25. P. 2780–2788.Puzanov I., Milhem M.M., Minor D., Hamid O., Li A., Chen L., Chastain M., Gorski K.S., Anderson A., Chou J., et al. // J. Clin. Oncol. 2016. V. 34. № 22. P. 2619–2626.Ribas A., Dummer R., Puzanov I., VanderWalde A., Andtbacka R.H.I., Michielin O., Olszanski A.J., Malvehy J., Cebon J., Fernandez E., et al. // Cell. 2017. V. 170. № 6. P. 1109-1119.e10.Kumar H., Kawai T., Akira S. // Int. Rev. Immunol. 2011. V. 30. № 1. P. 16–34.Olive C. // Expert Rev. Vaccines. 2012. V. 11. № 2. P. 237–256.Kaufman H.L., Kohlhapp F.J., Zloza A. // Nat. Rev. Drug Discov. 2015. V. 14. № 9. P. 642–662.Wack A., Terczyńska-Dyla E., Hartmann R. // Nat. Immunol. 2015. V. 16. № 8. P. 802–809.Vilcek J. // Nat. Immunol. 2003. V. 4. № 1. P. 8–9.Sadler A.J., Williams B.R.G. // Nat. Rev. Immunol. 2008. V. 8. № 7. P. 559–568.O’Connell R.M., Saha S.K., Vaidya S.A., Bruhn K.W., Miranda G.A., Zarnegar B., Perry A.K., Nguyen B.O., Lane T.F., Taniguchi T., et al. // J. Exp. Med. 2004. V. 200. № 4. P. 437–445.Müller U., Steinhoff U., Reis L.F., Hemmi S., Pavlovic J., Zinkernagel R.M., Aguet M. // Science. 1994. V. 264. № 5167. P. 1918–1921.Casrouge A., Zhang S.-Y., Eidenschenk C., Jouanguy E., Puel A., Yang K., Alcais A., Picard C., Mahfoufi N., Nicolas N., et al. // Science. 2006. V. 314. № 5797. P. 308–312.Dupuis S., Jouanguy E., Al-Hajjar S., Fieschi C., Al-Mohsen I.Z., Al-Jumaah S., Yang K., Chapgier A., Eidenschenk C., Eid P., et al. // Nat. Genet. 2003. V. 33. № 3. P. 388–391.Jouanguy E., Zhang S.-Y., Chapgier A., Sancho-Shimizu V., Puel A., Picard C., Boisson-Dupuis S., Abel L., Casanova J.-L. // Biochimie. 2007. V. 89. № 6–7. P. 878–883.Minegishi Y., Saito M., Morio T., Watanabe K., Agematsu K., Tsuchiya S., Takada H., Hara T., Kawamura N., Ariga T., et al. // Immunity. 2006. V. 25. № 5. P. 745–755.Der S.D., Zhou A., Williams B.R., Silverman R.H. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998. V. 95. № 26. P. 15623–15628.Meurs E., Chong K., Galabru J., Thomas N.S., Kerr I.M., Williams B.R., Hovanessian A.G. // Cell. 1990. V. 62. № 2. P. 379–390.Elde N.C., Child S.J., Geballe A.P., Malik H.S. // Nature. 2009. V. 457. № 7228. P. 485–489.Liu S.-Y., Sanchez D.J., Cheng G. // Curr. Opin. Immunol. 2011. V. 23. № 1. P. 57–64.Shi H.-X., Yang K., Liu X., Liu X.-Y., Wei B., Shan Y.-F., Zhu L.-H., Wang C. // Mol. Cell. Biol. 2010. V. 30. № 10. P. 2424–2436.Okumura A., Lu G., Pitha-Rowe I., Pitha P.M. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006. V. 103. № 5. P. 1440–1445.Haller O., Staeheli P., Kochs G. // Biochimie. 2007. V. 89. № 6–7. P. 812–818.Haller O., Stertz S., Kochs G. // Microbes Infect. 2007. V. 9. № 14–15. P. 1636–1643.Berthoux L., Sebastian S., Sokolskaja E., Luban J. // J. Virol. 2004. V. 78. № 21. P. 11739–11750.Wang X., Hinson E.R., Cresswell P. // Cell Host Microbe. 2007. V. 2. № 2. P. 96–105.Brass A.L., Huang I.-C., Benita Y., John S.P., Krishnan M.N., Feeley E.M., Ryan B.J., Weyer J.L., van der Weyden L., Fikrig E., et al. // Cell. 2009. V. 139. № 7. P. 1243–1254.Pindel A., Sadler A. // J. Interferon Cytokine Res. 2011. V. 31. № 1. P. 59–70.Kim G.N., Kang C.Y. // Virology. 2007. V. 357. № 1. P. 41–53.Nunamaker R.A., Lockwood J.A., Stith C.E., Campbell C.L., Schell S.P., Drolet B.S., Wilson W.C., White D.M., Letchworth G.J. // J. Med. Entomol. 2003. V. 40. № 6. P. 957–963.Rodríguez L.L. // Virus Res. 2002. V. 85. № 2. P. 211–219.Letchworth G.J., Rodriguez L.L., Del Cbarrera J. // Vet. J. 1999. V. 157. № 3. P. 239–260.Roberts A., Kretzschmar E., Perkins A.S., Forman J., Price R., Buonocore L., Kawaoka Y., Rose J.K. // J. Virol. 1998. V. 72. № 6. P. 4704–4711.Geisbert T.W., Feldmann H. // J. Infect. Dis. 2011. V. 204 Suppl 3. P. S1075–1081.Johnson J.E., Nasar F., Coleman J.W., Price R.E., Javadian A., Draper K., Lee M., Reilly P.A., Clarke D.K., Hendry R.M., et al. // Virology. 2007. V. 360. № 1. P. 36–49.Whelan S.P., Ball L.A., Barr J.N., Wertz G.T. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1995. V. 92. № 18. P. 8388–8392.Slough M.M., Chandran K., Jangra R.K. // mBio. 2019. V. 10. № 1. P. e02372-18.Whitt M.A. // J. Virol. Meth.. 2010. V. 169. № 2. P. 365–374.Whitt M.A. // J. Virol. Meth. 2010. V. 169. № 2. P. 365–374.Moroz V.D., Gasanov N.B., Egorov A.D., Malogolovkin A.S., Nagornykh M.O., Subcheva E.N., Kolosova E.S., Fizikova A.Y., Ivanov R.A., Karabelsky A.V. // Acta Naturae. 2024. V. 16. № 1. P. 59–66.Li H., Zhao C., Zhang Y., Yuan F., Zhang Q., Shi X., Zhang L., Qin C., Zheng A. // Emerg Microbes Infect. 2020. V. 9. № 1. P. 2269–2277.Stewart J.H., Ahmed M., Northrup S.A., Willingham M., Lyles D.S. // Cancer Gene Ther. 2011. V. 18. № 12. P. 837–849.Kurisetty V.V.S., Heiber J., Myers R., Pereira G.S., Goodwin J.W., Federspiel M.J., Russell S.J., Peng K.W., Barber G., Merchan J.R. // Head Neck. 2014. V. 36. № 11. P. 1619–1627.Obuchi M., Fernandez M., Barber G.N. // J. Virol. 2003. V. 77. № 16. P. 8843–8856.Porosnicu M., Mian A., Barber G.N. // Cancer Res. 2003. V. 63. № 23. P. 8366–8376.Publicover J., Ramsburg E., Rose J.K. // J. Virol. 2005. V. 79. № 21. P. 13231–13238.Ball L.A., Pringle C.R., Flanagan B., Perepelitsa V.P., Wertz G.W. // J. Virol. 1999. V. 73. № 6. P. 4705–4712.Wertz G.W., Perepelitsa V.P., Ball L.A. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998. V. 95. № 7. P. 3501–3506.Publicover J., Ramsburg E., Rose J.K. // J. Virol. 2004. V. 78. № 17. P. 9317–9324.Stojdl D.F., Lichty B.D., tenOever B.R., Paterson J.M., Power A.T., Knowles S., Marius R., Reynard J., Poliquin L., Atkins H., et al. // Cancer Cell. 2003. V. 4. № 4. P. 263–275.Zemp F., Rajwani J., Mahoney D.J. // Biotechnol. Genet. Eng. Rev. 2018. V. 34. № 1. P. 122–138.Bishnoi S., Tiwari R., Gupta S., Byrareddy S.N., Nayak D. // Viruses. 2018. V. 10. № 2. P. 90.Fernandez M., Porosnicu M., Markovic D., Barber G.N. // J. Virol. 2002. V. 76. № 2. P. 895–904.Gao Y., Whitaker-Dowling P., Watkins S.C., Griffin J.A., Bergman I. // J. Virol. 2006. V. 80. № 17. P. 8603–8612.Shin E.J., Wanna G.B., Choi B., Aguila D., Ebert O., Genden E.M., Woo S.L. // Laryngoscope. 2007. V. 117. № 2. P. 210–214.Ryapolova A., Minskaia E., Gasanov N., Moroz V., Krapivin B., Egorov A.D., Laktyushkin V., Zhuravleva S., Nagornych M., Subcheva E., et al. // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 25. № 1. P. 211.Toropko M., Chuvpilo S., Karabelsky A. // Pharmaceutics. 2024. V. 16. № 8. P. 986.Felt S.A., Grdzelishvili V.Z. // J. Gen. Virol. 2017. V. 98. № 12. P. 2895–2911.Hagedorn C., Kreppel F. // Hum. Gene Ther. 2017. V. 28. № 10. P. 820–832.Zheng M., Huang J., Tong A., Yang H. // Mol. Ther. Oncolytics. 2019. V. 15. P. 234–247.Hamid O., Hoffner B., Gasal E., Hong J., Carvajal R.D. // Cancer Immunol. Immunother. 2017. V. 66. № 10. P. 1249–1264.Kreppel F., Gackowski J., Schmidt E., Kochanek S. // Mol. Ther. 2005. V. 12. № 1. P. 107–117.Fisher K.D., Stallwood Y., Green N.K., Ulbrich K., Mautner V., Seymour L.W. // Gene Ther. 2001. V. 8. № 5. P. 341–348.Choi J.-W., Lee Y.S., Yun C.-O., Kim S.W. // J. Control Release. 2015. V. 219. P. 181–191.Nikitina A.S., Lipatova A.V., Goncharov A.O., Kliuchnikova A.A., Pyatnitskiy M.A., Kuznetsova K.G., Hamad A., Vorobyev P.O., Alekseeva O.N., Mahmoud M., et al. // Int. J. Mol. Sci. 2022. V. 23. № 9. P. 5244.Stojdl D.F., Lichty B., Knowles S., Marius R., Atkins H., Sonenberg N., Bell J.C. // Nat. Med. 2000. V. 6. № 7. P. 821–825.Noser J.A., Mael A.A., Sakuma R., Ohmine S., Marcato P., Lee P.W., Ikeda Y. // Mol. Ther. 2007. V. 15. № 8. P. 1531–1536.Yang F., Yang Y., Zeng W. // Natural Prod. Comm. 2020. V. 15. P. 1934578X2091286.Wu S., Zhang Q., Zhang F., Meng F., Liu S., Zhou R., Wu Q., Li X., Shen L., Huang J., et al. // Nat. Cell. Biol. 2019. V. 21. № 8. P. 1027–1040.Zhu H.-J., Ogawa M., Magata Y., Hirata M., Ohmomo Y., Namba H., Sakahara H. // Asia Ocean J. Nucl. Med. Biol. 2013. V. 1. № 2. P. 47–52.Lun X., Senger D.L., Alain T., Oprea A., Parato K., Stojdl D., Lichty B., Power A., Johnston R.N., Hamilton M., et al. // J. Natl. Cancer Inst. 2006. V. 98. № 21. P. 1546–1557.Kimpel J., Urbiola C., Koske I., Tober R., Banki Z., Wollmann G., von Laer D. // Viruses. 2018. V. 10. № 3. P. 108.Bunn P.A., Helfrich B., Soriano A.F., Franklin W.A., Varella-Garcia M., Hirsch F.R., Baron A., Zeng C., Chan D.C. // Clin. Cancer Res. 2001. V. 7. № 10. P. 3239–3250.Malilas W., Koh S.S., Lee S., Srisuttee R., Cho I.-R., Moon J., Kaowinn S., Johnston R.N., Chung Y.-H. // Int. J. Oncol. 2014. V. 44. № 4. P. 1177–1184.Shi J.-H., Guo W.-Z., Jin Y., Zhang H.-P., Pang C., Li J., Line P.-D., Zhang S.-J. // Cancer Med. 2019. V. 8. № 3. P. 1269–1278.Li X., Sun X., Wang B., Li Y., Tong J. // Asian J. Pharm. Sci. 2023. V. 18. № 1. P. 100771.Nuciforo P.G., Pellegrini C., Fasani R., Maggioni M., Coggi G., Parafioriti A., Bosari S. // Hum. Pathol. 2003. V. 34. № 7. P. 639–645.Paglino J.C., van den Pol A.N. // J. Virol. 2011. V. 85. № 18. P. 9346–9358.Thomas G., Chardès T., Gaborit N., Mollevi C., Leconet W., Robert B., Radosevic-Robin N., Penault-Llorca F., Gongora C., Colombo P.-E., et al. // Oncotarget. 2014. V. 5. № 16. P. 7138–7148.Moerdyk-Schauwecker M., Shah N.R., Murphy A.M., Hastie E., Mukherjee P., Grdzelishvili V.Z. // Virology. 2013. V. 436. № 1. P. 221–234.Walsh N., Kennedy S., Larkin A., Corkery B., O’Driscoll L., Clynes M., Crown J., O’Donovan N. // Invest. New Drugs. 2013. V. 31. № 3. P. 558–566.Shibata W., Kinoshita H., Hikiba Y., Sato T., Ishii Y., Sue S., Sugimori M., Suzuki N., Sakitani K., Ijichi H., et al. // Sci. Rep. 2018. V. 8. № 1. P. 6150.Kimple R.J., Vaseva A.V., Cox A.D., Baerman K.M., Calvo B.F., Tepper J.E., Shields J.M., Sartor C.I. // Clin. Cancer Res. 2010. V. 16. № 3. P. 912–923.Chang Z., Li Z., Wang X., Kang Y., Yuan Y., Niu J., Wang H., Chatterjee D., Fleming J.B., Li M., et al. // Clin. Cancer Res. 2013. V. 19. № 3. P. 549–559.Goad D.W., Bressy C., Holbrook M.C., Grdzelishvili V.Z. // Mol. Ther. Oncolytics. 2022. V. 24. P. 59–76.Larrieux A., Sanjuán R. // iScience. 2023. V. 26. № 1. P. 105749.Lee J., Ou J.-H.J. // Curr. Opin. Virol. 2022. V. 52. P. 244–249.Kim S.-J., Syed G.H., Khan M., Chiu W.-W., Sohail M.A., Gish R.G., Siddiqui A. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2014. V. 111. № 17. P. 6413–6418.Wen C., Yu Y., Gao C., Qi X., Cardona C.J., Xing Z. // Front Cell Infect. Microbiol. 2021. V. 11. P. 637710.Pan Y., Cai W., Cheng A., Wang M., Yin Z., Jia R. // Front. Immunol. 2022. V. 13. P. 829433.Evgin L., Kottke T., Tonne J., Thompson J., Huff A.L., van Vloten J., Moore M., Michael J., Driscoll C., Pulido J., et al. // Sci. Transl. Med. 2022. V. 14. № 640. P. eabn2231.Martin N.T., Bell J.C. // Mol. Ther. 2018. V. 26. № 6. P. 1414–1422.