Imunski odziv, ki ga sproži rastlinski virus, učinkovito uničuje rakave celice

Virus, ki pogosto okuži črnooki grah, kaže ogromen potencial kot poceni in močna imunoterapija proti raku – in znanstveniki razkrivajo, zakaj.

V študiji, objavljeni v reviji Cell Biomaterials, je ekipa, ki so jo vodili strokovnjaki za kemijo in nanoinženiring na Univerzi v Kaliforniji v San Diegu, podrobneje preučila, zakaj je virus mozaika kravjega graha (CPMV) – za razliko od drugih rastlinskih virusov – edinstveno učinkovit pri aktiviranju imunskega sistema za prepoznavanje in uničevanje rakavih celic.

Študija ima naslov: "Primerjalna analiza rastlinskih virusov za razvoj imunoterapevtskih zdravil proti raku" in je objavljena v reviji Cells Biomaterials.

Protitumorski učinek CPMV

V predkliničnih študijah je CPMV pokazal močno protitumorsko delovanje pri različnih mišjih modelih, pa tudi pri psih z rakom. Ko se CPMV aplicira neposredno v tumorje, v tumorsko mikrookolje rekrutira prirojene imunske celice – kot so nevtrofilci, makrofagi in naravne celice ubijalke – da uničijo tumorske celice.

To aktivira celice B in celice T, kar ustvari sistemski in dolgoročni imunski spomin. Ta »ponovni zagon« imunskega sistema ne le pomaga uničiti ciljni tumor, temveč tudi pripravi telo do iskanja in odstranjevanja metastaz v drugih delih telesa.

»Presenetljivo je, da prav CPMV in ne drugi rastlinski virusi sprožijo protitumorski odziv,« pravi Nicole Steinmetz, ki je nosilka katedre Leo in Trude Szilard na Inženirski šoli Jacobs in Oddelka za kemijo in nanoinženiring na Univerzi v Kaliforniji, San Diego, ter glavna avtorica študije.

"Ta študija nam daje vpogled v to, zakaj CPMV deluje tako učinkovito," je dodal prvi avtor Anthony Omole, podiplomski študent v Steinmetzovem laboratoriju.

"Najbolj vznemirljivo je bilo, da čeprav CPMV ne okuži človeških imunskih celic, se te še vedno odzivajo nanj in se reprogramirajo v aktivno stanje, kar jih na koncu nauči prepoznavati in uničevati rakave celice."

Kaj je skrivnost CPMV?

Ključno vprašanje pri prenosu virusa CPMV v zdravljenje raka pri ljudeh je: Zakaj je ta rastlinski virus tako učinkovit v boju proti raku?

Da bi to ugotovili, so Omole, Steinmetz in njihovi kolegi v Nacionalnem laboratoriju za karakterizacijo nanotehnologije Nacionalnega inštituta za raka (NCI) primerjali CPMV z virusom klorotične pegavosti kravjega graha (CCMV), tesno sorodnim rastlinskim virusom, ki nima protitumorske aktivnosti, ko ga injiciramo v tumorje.

Oba virusa imata delce podobne velikosti in ju človeške imunske celice absorbirajo z enako hitrostjo. Vendar pa so reakcije znotraj celice različne.

V čem se CPMV razlikuje?

• CPMV stimulira interferone tipa I, II in III, beljakovine z dobro znanimi protirakavimi lastnostmi.

  »To je še posebej zanimivo, ker so bila prva zdravila za imunoterapijo raka rekombinantni interferoni,« je opozoril Omole.

• CCMV pa aktivira provnetne interlevkine, ki ne vodijo do učinkovitega uničenja tumorja.

Virusi se v sesalskih celicah obdelujejo tudi drugače:

• CPMV RNA vztraja dlje in vstopi v endolizom, kjer aktivira toll-like receptor 7 (TLR7), ključni element pri sprožanju protivirusnega in protitumorskega imunskega odziva;
• RNK CCMV ne doseže te aktivacijske točke in zato ne sproži potrebnih imunskih mehanizmov.

Prednost v proizvodnji

Dodatna prednost CPMV je, da je lahko cenovno ugoden imunoterapevtik. Za razliko od mnogih trenutnih zdravil, ki zahtevajo kompleksno in drago proizvodnjo, je CPMV mogoče gojiti z molekularnim kmetijstvom.

"Gojimo ga lahko v rastlinah, ki uporabljajo le sončno svetlobo, zemljo in vodo," je dejal Omole.

Naslednji koraki: klinična preskušanja

Ekipa si prizadeva za prehod CPMV v klinična preskušanja.

"Ta študija ponuja pomemben vpogled v mehanizem delovanja CPMV. Zdaj se aktivno pripravljamo na naslednje korake za izbiro najučinkovitejšega kandidata, ki zagotavlja tako protitumorski učinek kot varnost," je dejal Steinmetz.

"Zdaj je pravi čas. Pripravljeni smo preiti od laboratorijskih raziskav h kliničnim preskušanjem."