Imunološki odgovor izazvan biljnim virusom učinkovito uništava stanice raka

Virus koji obično inficira crnooki grašak pokazuje ogroman potencijal kao jeftina, snažna imunoterapija protiv raka - a znanstvenici otkrivaju zašto.

U studiji objavljenoj u časopisu Cell Biomaterials, tim predvođen stručnjacima za kemiju i nanoinženjering sa Sveučilišta Kalifornija u San Diegu detaljnije je proučio zašto je virus mozaika kravljeg graška (CPMV) - za razliku od drugih biljnih virusa - jedinstveno učinkovit u aktiviranju imunološkog sustava za prepoznavanje i uništavanje stanica raka.

Studija nosi naslov: "Komparativna analiza biljnih virusa za razvoj imunoterapeutskih lijekova protiv raka" i objavljena je u časopisu Cells Biomaterials.

Antitumorski učinak CPMV-a

U predkliničkim studijama, CPMV je pokazao snažno antitumorsko djelovanje u raznim mišjim modelima, kao i kod pasa s rakom. Kada se primjenjuje izravno u tumore, CPMV regrutira urođene imunološke stanice - poput neutrofila, makrofaga i prirodnih stanica ubojica - u mikrookruženje tumora kako bi uništio tumorske stanice.

To aktivira B i T stanice, stvarajući sistemsku i dugoročnu imunološku memoriju. Ovo „ponovno pokretanje“ imunološkog sustava ne samo da pomaže u uništavanju ciljanog tumora, već i priprema tijelo da traži i eliminira metastaze u drugim dijelovima tijela.

„Zapanjujuće je da upravo CPMV, a ne drugi biljni virusi, izazivaju antitumorski odgovor“, kaže Nicole Steinmetz, voditeljica katedre Leo i Trude Szilard na Jacobs School of Engineering i Odjelu za kemijski i nanoinženjerski inženjering na UC San Diego te glavna autorica studije.

„Ova studija nam daje uvid u to zašto CPMV djeluje tako učinkovito“, dodao je prvi autor Anthony Omole, diplomirani student u Steinmetzovom laboratoriju.

„Najuzbudljivije je bilo to što iako CPMV ne inficira ljudske imunološke stanice, one ipak reagiraju na njega i reprogramiraju se u aktivno stanje, što ih u konačnici obučava da identificiraju i uništavaju stanice raka.“

Koja je tajna CPMV-a?

Ključno pitanje u primjeni CPMV-a u liječenju raka kod ljudi je: Što ovaj biljni virus čini tako učinkovitim u borbi protiv raka?

Kako bi to saznali, Omole, Steinmetz i njihovi kolege iz Nacionalnog laboratorija za karakterizaciju nanotehnologije Nacionalnog instituta za rak (NCI) usporedili su CPMV s virusom klorotične pjegavosti kravljeg graška (CCMV), blisko srodnim biljnim virusom koji nema antitumorsko djelovanje kada se ubrizga u tumore.

Oba virusa imaju čestice slične veličine i ljudske imunološke stanice ih apsorbiraju istom brzinom. Međutim, unutar stanice reakcije su različite.

Po čemu CPMV funkcionira drugačije?

• CPMV stimulira interferone tipa I, II i III, proteine s dobro poznatim antikancerogenim svojstvima.

  „Ovo je posebno zanimljivo jer su prvi lijekovi za imunoterapiju raka bili rekombinantni interferoni“, primijetio je Omole.

• S druge strane, CCMV aktivira proinflamatorne interleukine, koji ne dovode do učinkovitog uništavanja tumora.

Virusi se također drugačije obrađuju unutar stanica sisavaca:

• CPMV RNA perzistira dulje i ulazi u endolizosom, gdje aktivira toll-like receptor 7 (TLR7), ključni element u pokretanju antivirusnog i antitumorskog imunološkog odgovora;
• CCMV RNA ne doseže ovu točku aktivacije i, shodno tome, ne pokreće potrebne imunološke mehanizme.

Prednost u proizvodnji

Dodatna prednost CPMV-a je što može biti jeftin imunoterapeutik. Za razliku od mnogih trenutnih lijekova koji zahtijevaju složenu i skupu proizvodnju, CPMV se može uzgajati molekularnom poljoprivredom.

„Može se uzgajati u biljkama koristeći samo sunčevu svjetlost, tlo i vodu“, rekao je Omole.

Sljedeći koraci: klinička ispitivanja

Tim radi na prelasku CPMV-a u klinička ispitivanja.

„Ova studija pruža važan uvid u mehanizam djelovanja CPMV-a. Sada se aktivno pripremamo za sljedeće korake u odabiru najučinkovitijeg kandidata koji pruža i antitumorski učinak i sigurnost“, rekao je Steinmetz.

"Sada je vrijeme. Spremni smo prijeći s laboratorijskih istraživanja na klinička ispitivanja."