Onkologie ist die Lehre von Krebs, und Lyse beschreibt den Abbau von Zellen. Ein onkolytisches Virus ist eines, das Krebszellen abtöten kann. Obwohl das Gebiet der onkolytischen Virustherapie relativ neu ist, zeigen Studien seit 2011, dass einige Viren eine gewisse Wirkung auf einige Krebsarten haben können. Gentechnisch veränderte Viren, die Tumorzellen infizieren können, gesunde Zellen jedoch unberührt lassen, werden derzeit untersucht.
Viren sind winzige Organismen, die zur Replikation die Zelle eines anderen Organismus benötigen. Tatsächlich sind Viren so einfach, enthalten ein oder zwei Nukleinsäurestränge und vielleicht eine schützende Hülle, dass manche Wissenschaftler sie nicht als Lebewesen betrachten. Die Einfachheit von Viren ist insofern nützlich, als ein geringer Energieaufwand erforderlich ist, um intakt zu bleiben oder neue Viruspartikel herzustellen, aber es bedeutet auch, dass die Viren in die Zellen anderer Organismen eindringen müssen, um ihre Zellmaschinerie zur Vermehrung zu nutzen.
Dazu widmen Viren einen Teil des Platzes auf den relativ kleinen Strängen des genetischen Materials Genprodukten, die ihnen helfen, in Zellen einzudringen und die Maschinerie zu entführen. Wenn es Viren gelingt, in die Zelle einzudringen und sie zu zwingen, Kopien des Virus zu erstellen, gelangen die neuen Viruspartikel dann in die Umgebung, indem sie die Zelle aufbrechen. Diesen Vorgang nennt man Lyse, abgeleitet vom griechischen Wort für Lockerung, also Luein.
Normalerweise greifen Viren keine Tumorzellen anstelle von gesunden Zellen an. Mit dem Aufkommen der Molekularbiologie und der Gentechnik in den späteren Jahren des 20. Jahrhunderts fanden Wissenschaftler jedoch Wege, wie Viren bevorzugt auf Tumorzellen abzielen. Wenn das untersuchte Virus einige Tumorzellen zerstören konnte, wurde es als onkolytisches Virus bezeichnet.
Zellen im Körper enthalten im Allgemeinen alle ein vollständiges Komplement von Genen, und die Zelle liest die in diesen Genen enthaltenen Informationen, um die notwendigen Zellprodukte herzustellen. Da der Körper jedoch viele verschiedene Zelltypen enthält, von Nervenzellen bis zu Hautzellen, unterscheiden sich die für diese Zelle notwendigen Produkte typischerweise von anderen Zelltypen. Tumorzellen haben ein anderes Profil als gesunde Zellen um sie herum, auch wenn die ursprüngliche Tumorzelle früher mit den Nachbarzellen identisch war. Dies liegt daran, dass sich die Tumorzellen abnormal vermehren und daher mehr Aufbaumoleküle benötigen als sich nicht teilende Zellen.
Es ist dieser Unterschied im Zellprofil, den Wissenschaftler ausnutzen, um ein Virus so zu optimieren, dass es gezielt auf Krebszellen abzielt. Beispielsweise kann sich ein Virus, dem ein normales Gen für ein bestimmtes Produkt fehlt, das es zur Replikation benötigt, nicht in einer Zelle replizieren, die dieses Produkt nicht produziert. Wenn das onkolytische Virus im Rahmen des Krebsprozesses in eine Tumorzelle eindringt, die dieses Produkt herstellt, kann das Virus dieses Zellprodukt aufnehmen und replizieren. Die Replikation führt dann zur Zelllyse und der Tumor kann dadurch schrumpfen.
Beispiele der natürlichen Virusspezies, die potenzielle Anwendungen bei der Krebsbehandlung haben, umfassen Herpes-simplex-Virus-1, Adenovirus und Reovirus. Da sie Menschen auf natürliche Weise infizieren können, wählen Wissenschaftler typischerweise menschliche Krankheitserreger aus, um zu testen, ob sie menschliche Tumorzellen abtöten können. Manchmal wurden die Viren manipuliert, um Gene zu entfernen, die für therapeutische Wirkungen nicht nützlich sind oder für den Patienten gefährlich sein können. Seit 2011 ist die onkolytische Virustherapie in der Krebsbehandlung nicht alltäglich, aber es werden klinische Studien für eine Vielzahl von Stämmen durchgeführt. Wenn es sich als nützlich erweist, kann ein onkolytisches Virusprodukt in Verbindung mit anderen Krebsbehandlungen wie Chemotherapie oder Bestrahlung verwendet werden, oder wenn es sehr erfolgreich ist, kann es allein verwendet werden.