Imunitná odpoveď vyvolaná rastlinným vírusom účinne ničí rakovinové bunky

Vírus, ktorý bežne infikuje hrach čierny, vykazuje obrovský potenciál ako lacná a účinná imunoterapia proti rakovine – a vedci odhaľujú prečo.

V štúdii publikovanej v časopise Cell Biomaterials sa tím vedený odborníkmi na chemickú a nanotechnickú oblasť z Kalifornskej univerzity v San Diegu bližšie pozrel na to, prečo je vírus mozaiky vigny (CPMV) – na rozdiel od iných rastlinných vírusov – jedinečne účinný pri aktivácii imunitného systému, aby rozpoznal a zničil rakovinové bunky.

Štúdia má názov: „Porovnávacia analýza rastlinných vírusov pre vývoj protirakovinových imunoterapeutických liekov“ a je publikovaná v časopise Cells Biomaterials.

Protinádorový účinok CPMV

V predklinických štúdiách CPMV preukázal silnú protinádorovú aktivitu u rôznych myších modelov, ako aj u psov s rakovinou. Pri priamom podaní do nádorov CPMV aktivuje vrodené imunitné bunky – ako sú neutrofily, makrofágy a prirodzené zabíjačské bunky – do mikroprostredia nádoru, aby zničili nádorové bunky.

Tým sa aktivujú B bunky a T bunky, čím sa vytvára systémová a dlhodobá imunitná pamäť. Tento „reštart“ imunitného systému nielen pomáha zničiť cieľový nádor, ale tiež pripravuje telo na vyhľadávanie a elimináciu metastáz v iných častiach tela.

„Je pozoruhodné, že práve CPMV, a nie iné rastlinné vírusy, spúšťa protinádorovú odpoveď,“ hovorí Nicole Steinmetz, ktorá zastáva katedru Lea a Trude Szilardových na Jacobs School of Engineering a katedru chemického a nanoinžinierstva na UC San Diego a je hlavnou autorkou štúdie.

„Táto štúdia nám poskytuje prehľad o tom, prečo CPMV funguje tak efektívne,“ dodal prvý autor Anthony Omole, postgraduálny študent v Steinmetzovom laboratóriu.

„Najvzrušujúcejšie bolo, že aj keď CPMV neinfikuje ľudské imunitné bunky, tie naň stále reagujú a preprogramujú sa do aktívneho stavu, čo ich nakoniec naučí identifikovať a ničiť rakovinové bunky.“

Aké je tajomstvo CPMV?

Kľúčovou otázkou pri preklade CPMV do liečby rakoviny u ľudí je: Čo robí tento rastlinný vírus takým účinným v boji proti rakovine?

Aby to zistili, Omole, Steinmetz a ich kolegovia z Národného laboratória pre charakterizáciu nanotechnológií Národného onkologického inštitútu (NCI) porovnali CPMV s vírusom chlorotickej škvrnitosti vigny (CCMV), čo je blízko príbuzný rastlinný vírus, ktorý nemá žiadnu protinádorovú aktivitu pri injekčnom podaní do nádorov.

Oba vírusy majú častice podobnej veľkosti a ľudské imunitné bunky ich prijímajú rovnakou rýchlosťou. Vnútri bunky sú však reakcie odlišné.

V čom funguje CPMV inak?

• CPMV stimuluje interferóny typu I, II a III, proteíny so známymi protirakovinovými vlastnosťami.

  „Toto je obzvlášť zaujímavé, pretože prvými liekmi na imunoterapiu rakoviny boli rekombinantné interferóny,“ poznamenal Omole.

• CCMV na druhej strane aktivuje prozápalové interleukíny, ktoré nevedú k účinnému ničeniu nádoru.

Vírusy sa tiež spracovávajú odlišne vo vnútri buniek cicavcov:

• RNA CPMV pretrváva dlhšie a vstupuje do endolyzozómu, kde aktivuje toll-like receptor 7 (TLR7), kľúčový prvok pri spúšťaní antivírusovej a protinádorovej imunitnej odpovede;
• RNA CCMV nedosiahne tento aktivačný bod a preto nespúšťa potrebné imunitné mechanizmy.

Výhoda vo výrobe

Ďalšou výhodou CPMV je, že môže byť nízkonákladovým imunoterapeutikom. Na rozdiel od mnohých súčasných liekov, ktoré vyžadujú zložitú a drahú výrobu, sa CPMV dá pestovať pomocou molekulárneho poľnohospodárstva.

„Môže sa pestovať v rastlinách s použitím iba slnečného svetla, pôdy a vody,“ povedal Omole.

Ďalšie kroky: klinické skúšky

Tím pracuje na presune CPMV do klinických skúšok.

„Táto štúdia poskytuje dôležitý pohľad na mechanizmus účinku CPMV. Teraz sa aktívne pripravujeme na ďalšie kroky k výberu najúčinnejšieho kandidáta, ktorý poskytuje protinádorový účinok aj bezpečnosť,“ povedal Steinmetz.

„Teraz je ten správny čas. Sme pripravení prejsť od laboratórneho výskumu ku klinickým skúškam.“