Kasviviruksen laukaisema immuunivaste tuhoaa tehokkaasti syöpäsoluja

Mustasilmäherneitä yleisesti tartuttava virus osoittaa valtavaa potentiaalia halvana ja tehokkaana syövän vastaisena immunoterapiana – ja tutkijat paljastavat miksi.

Cell Biomaterials-lehdessä julkaistussa tutkimuksessa Kalifornian yliopiston San Diegossa työskentelevä kemian ja nanotekniikan asiantuntijoiden johtama tiimi tarkasteli lähemmin, miksi lehmänpavun mosaiikkivirus (CPMV) – toisin kuin muut kasvivirukset – on ainutlaatuisen tehokas aktivoimaan immuunijärjestelmän tunnistamaan ja tuhoamaan syöpäsoluja.

Tutkimuksen otsikko on "Kasvivirusten vertaileva analyysi syöpää ehkäisevien immunoterapeuttisten lääkkeiden kehittämiseksi" ja se on julkaistu Cells Biomaterials -lehdessä.

CPMV:n kasvaimia estävä vaikutus

Prekliinisissä tutkimuksissa CPMV:llä on osoitettu olevan voimakasta kasvaimia hillitsevää vaikutusta useissa hiirimalleissa sekä syöpäkoirilla. Suoraan kasvaimiin annettuna CPMV rekrytoi synnynnäisiä immuunisoluja – kuten neutrofiilejä, makrofageja ja luonnollisia tappajasoluja – kasvaimen mikroympäristöön tuhoamaan kasvainsoluja.

Tämä aktivoi B- ja T-soluja, mikä luo systeemisen ja pitkäaikaisen immuunimuistin. Tämä immuunijärjestelmän "uudelleenkäynnistys" ei ainoastaan auta tuhoamaan kohdekasvainta, vaan myös valmistaa kehon etsimään ja poistamaan etäpesäkkeitä kehon muista osista.

”On silmiinpistävää, että juuri CPMV, eivätkä muut kasvivirukset, laukaisee kasvaimia tuhoavan vasteen”, sanoo Nicole Steinmetz, joka toimii Leo ja Trude Szilardin professuurina Jacobsin teknillisessä tiedekunnassa ja kemian ja nanotekniikan laitoksella UC San Diegossa ja on tutkimuksen pääkirjoittaja.

"Tämä tutkimus antaa meille käsityksen siitä, miksi CPMV toimii niin tehokkaasti", lisäsi ensimmäinen kirjoittaja Anthony Omole, jatko-opiskelija Steinmetzin laboratoriossa.

”Jännittävintä oli se, että vaikka CPMV ei tartuta ihmisen immuunisoluja, ne silti reagoivat siihen ja ohjelmoituvat uudelleen aktiiviseen tilaan, mikä lopulta kouluttaa ne tunnistamaan ja tuhoamaan syöpäsoluja.”

Mikä on CPMV:n salaisuus?

Keskeinen kysymys CPMV:n soveltamisessa ihmisen syövän hoitoon on: Mikä tekee tästä kasviviruksesta niin tehokkaan syövän torjunnassa?

Selvittääkseen asian Omole, Steinmetz ja heidän kollegansa National Cancer Instituten (NCI) kansallisessa nanoteknologian karakterisointilaboratoriossa vertasivat CPMV:tä lehmänpavun kloroottiseen täplämosaiikkivirukseen (CCMV), joka on läheisesti sukua oleva kasvivirus, jolla ei ole kasvaimia estävää vaikutusta, kun sitä injektoidaan kasvaimiin.

Molemmilla viruksilla on samankokoiset hiukkaset ja ihmisen immuunisolut ottavat ne vastaan samalla nopeudella. Solun sisällä reaktiot ovat kuitenkin erilaiset.

Miten CPMV toimii eri tavalla?

• CPMV stimuloi interferonityyppejä I, II ja III, proteiineja, joilla on tunnettuja syöpää ehkäiseviä ominaisuuksia.

  "Tämä on erityisen mielenkiintoista, koska ensimmäiset syöpäimmunoterapialääkkeet olivat rekombinantti-interferoneja", Omole totesi.

• CCMV puolestaan aktivoi tulehdusta edistäviä interleukiineja, jotka eivät johda tehokkaaseen kasvainten tappamiseen.

Virukset käsitellään myös eri tavalla nisäkässolujen sisällä:

• CPMV-RNA säilyy pidempään ja siirtyy endolysosomiin, jossa se aktivoi Toll-like-reseptorin 7 (TLR7), joka on avaintekijä antiviraalisen ja kasvaimia torjuvan immuunivasteen laukaisemisessa;
• CCMV-RNA ei saavuta tätä aktivaatiopistettä eikä siten laukaise tarvittavia immuunimekanismeja.

Etu tuotannossa

CPMV:n lisäetuna on, että se voi olla edullinen immunoterapia. Toisin kuin monet nykyiset lääkkeet, jotka vaativat monimutkaista ja kallista tuotantoa, CPMV:tä voidaan kasvattaa molekyyliviljelyllä.

"Sitä voidaan kasvattaa kasveissa, joissa käytetään vain auringonvaloa, maaperää ja vettä", Omole sanoi.

Seuraavat vaiheet: kliiniset tutkimukset

Tiimi työskentelee siirtääkseen CPMV:n kliinisiin tutkimuksiin.

"Tämä tutkimus antaa tärkeää tietoa CPMV:n vaikutusmekanismista. Valmistaudumme nyt aktiivisesti seuraaviin vaiheisiin valitaksemme tehokkaimman ehdokkaan, jolla on sekä kasvaimia estävä vaikutus että turvallisuus", Steinmetz sanoi.

"Nyt on aika. Olemme valmiita siirtymään laboratoriotutkimuksesta kliinisiin tutkimuksiin."