Імунна відповідь, викликана рослинним вірусом, ефективно знищує ракові клітини

Вірус, який зазвичай вражає чорноокий горох, демонструє величезний потенціал як дешева, потужна імунотерапія проти раку — і вчені розкривають, чому.

У дослідженні, опублікованому в Cell Biomaterials, команда під керівництвом експертів з хімії та наноінженерії з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго детальніше дослідила, чому вірус мозаїки вігни (CPMV) — на відміну від інших рослинних вірусів — унікально ефективний в активації імунної системи для розпізнавання та знищення ракових клітин.

Дослідження має назву: «Порівняльний аналіз рослинних вірусів для розробки протипухлинних імунотерапевтичних препаратів» і опубліковане в журналі Cells Biomaterials.

Протипухлинний ефект CPMV

У доклінічних дослідженнях CPMV продемонстрував потужну протипухлинну активність у різних моделях мишей, а також у собак з раком. При безпосередньому введенні в пухлини CPMV залучає клітини вродженого імунітету, такі як нейтрофіли, макрофаги та природні клітини-кілери, до мікрооточення пухлини для знищення пухлинних клітин.

Це активує В-клітини та Т-клітини, створюючи системну та довготривалу імунну пам'ять. Таке «перезавантаження» імунної системи не лише допомагає знищити пухлину-мішень, але й готує організм до пошуку та ліквідації метастазів в інших частинах тіла.

«Вражає, що саме CPMV, а не інші рослинні віруси, запускає протипухлинну реакцію», — каже Ніколь Штайнмец, яка очолює кафедру Лео та Трюде Сцілард у Інженерній школі Джейкобса та кафедру хімічної та наноінженерії в Каліфорнійському університеті в Сан-Дієго, а також є провідним автором дослідження.

«Це дослідження дає нам уявлення про те, чому CPMV працює так ефективно», – додав перший автор Ентоні Омоле, аспірант лабораторії Штайнмеца.

«Найцікавішим було те, що хоча CPMV не інфікує імунні клітини людини, вони все одно реагують на нього та перепрограмовуються в активний стан, що зрештою навчає їх ідентифікувати та знищувати ракові клітини».

У чому секрет CPMV?

Ключове питання у впровадженні CPMV у лікування раку людини полягає в наступному: що робить цей рослинний вірус таким ефективним у боротьбі з раком?

Щоб з'ясувати це, Омоле, Штайнмец та їхні колеги з Національної лабораторії характеристики нанотехнологій Національного інституту раку (NCI) порівняли CPMV з вірусом хлоротичної плямистості мозаїки вігни (CCMV), близькоспорідненим рослинним вірусом, який не має протипухлинної активності при введенні в пухлини.

Обидва віруси мають частинки подібного розміру та поглинаються імунними клітинами людини з однаковою швидкістю. Однак усередині клітини реакції відрізняються.

Чим відрізняється робота CPMV?

• CPMV стимулює інтерферони I, II та III типів, білки з добре відомими протираковими властивостями.

  «Це особливо цікаво, оскільки першими препаратами для імунотерапії раку були рекомбінантні інтерферони», – зазначив Омоле.

• З іншого боку, CCMV активує прозапальні інтерлейкіни, які не призводять до ефективного знищення пухлини.

Віруси також обробляються по-різному всередині клітин ссавців:

• РНК CPMV зберігається довше та потрапляє в ендолізосому, де активує Toll-подібний рецептор 7 (TLR7), ключовий елемент у запуску противірусної та протипухлинної імунної відповіді;
• РНК CCMV не досягає цієї точки активації і, відповідно, не запускає необхідні імунні механізми.

Перевага у виробництві

Додатковою перевагою CPMV є те, що він може бути недорогим імунотерапевтичним засобом. На відміну від багатьох сучасних препаратів, які потребують складного та дорогого виробництва, CPMV можна вирощувати за допомогою молекулярного фермерства.

«Його можна вирощувати на рослинах, використовуючи лише сонячне світло, ґрунт і воду», – сказав Омоле.

Наступні кроки: клінічні випробування

Команда працює над переведенням CPMV на стадію клінічних випробувань.

«Це дослідження дає важливе розуміння механізму дії CPMV. Зараз ми активно готуємося до наступних кроків для вибору найефективнішого кандидата, який забезпечить як протипухлинний ефект, так і безпеку», – сказав Штайнмец.

«Зараз саме час. Ми готові перейти від лабораторних досліджень до клінічних випробувань».