Imunitní reakce vyvolaná rostlinným virem účinně ničí rakovinné buňky

Virus, který běžně infikuje černooký hrášek, vykazuje obrovský potenciál jako levná a účinná imunoterapie proti rakovině – a vědci odhalují proč.

Ve studii publikované v časopise Cell Biomaterials se tým vedený odborníky na chemii a nanoinženýrství z Kalifornské univerzity v San Diegu blíže podíval na to, proč je virus mozaiky vigny (CPMV) – na rozdíl od jiných rostlinných virů – jedinečně účinný při aktivaci imunitního systému k rozpoznávání a ničení rakovinných buněk.

Studie s názvem „Srovnávací analýza rostlinných virů pro vývoj protinádorových imunoterapeutických léčiv“ je publikována v časopise Cells Biomaterials.

Protinádorový účinek CPMV

V preklinických studiích prokázal CPMV silnou protinádorovou aktivitu u různých myších modelů i u psů s rakovinou. Při přímém podání do nádorů CPMV aktivuje vrozené imunitní buňky – jako jsou neutrofily, makrofágy a přirozené zabíječské buňky – do nádorového mikroprostředí, aby zničily nádorové buňky.

Tím se aktivují B buňky a T buňky, čímž se vytváří systémová a dlouhodobá imunitní paměť. Tento „restart“ imunitního systému nejen pomáhá zničit cílový nádor, ale také připravuje tělo na vyhledávání a eliminaci metastáz v jiných částech těla.

„Je pozoruhodné, že právě CPMV, a nikoli jiné rostlinné viry, spouští protinádorovou reakci,“ říká Nicole Steinmetz, která zastává katedru Lea a Trude Szilardových na Jacobs School of Engineering a katedru chemického a nanoinženýrského inženýrství na UC San Diego a je hlavní autorkou studie.

„Tato studie nám dává vhled do toho, proč CPMV funguje tak efektivně,“ dodal první autor Anthony Omole, postgraduální student ve Steinmetzově laboratoři.

„Nejzajímavější bylo, že i když CPMV neinfikuje lidské imunitní buňky, ty na něj stále reagují a přeprogramují se do aktivního stavu, což je nakonec naučí identifikovat a ničit rakovinné buňky.“

Jaké je tajemství CPMV?

Klíčovou otázkou při převodu CPMV do léčby rakoviny u lidí je: Co dělá tento rostlinný virus tak účinným v boji proti rakovině?

Aby to zjistili, Omole, Steinmetz a jejich kolegové z Národní laboratoře pro charakterizaci nanotechnologií Národního onkologického institutu (NCI) porovnali CPMV s virem chlorotického bodového mozaikového viru vigny (CCMV), což je blízce příbuzný rostlinný virus, který po injekci do nádorů nemá žádnou protinádorovou aktivitu.

Oba viry mají částice podobné velikosti a jsou přijímány lidskými imunitními buňkami stejnou rychlostí. Uvnitř buňky se však reakce liší.

Jak se CPMV liší?

• CPMV stimuluje interferony typu I, II a III, proteiny se známými protirakovinnými vlastnostmi.

  „To je obzvláště zajímavé, protože prvními léky na imunoterapii rakoviny byly rekombinantní interferony,“ poznamenal Omole.

• CCMV na druhou stranu aktivuje prozánětlivé interleukiny, které nevedou k účinnému ničení nádoru.

Viry jsou také uvnitř savčích buněk zpracovávány odlišně:

• RNA CPMV přetrvává déle a vstupuje do endolysozomu, kde aktivuje Toll-like receptor 7 (TLR7), klíčový prvek pro spuštění antivirové a protinádorové imunitní odpovědi;
• RNA CCMV tohoto aktivačního bodu nedosáhne, a proto nespustí potřebné imunitní mechanismy.

Výhoda ve výrobě

Další výhodou CPMV je, že může být nízkonákladovým imunoterapeutikem. Na rozdíl od mnoha současných léků, které vyžadují složitou a drahou výrobu, lze CPMV pěstovat pomocí molekulárního zemědělství.

„Lze ho pěstovat v rostlinách pouze s využitím slunečního světla, půdy a vody,“ řekl Omole.

Další kroky: klinické studie

Tým pracuje na zavedení CPMV do klinických studií.

„Tato studie poskytuje důležitý vhled do mechanismu účinku CPMV. Nyní se aktivně připravujeme na další kroky k výběru nejúčinnějšího kandidáta, který poskytne jak protinádorový účinek, tak i bezpečnost,“ řekl Steinmetz.

„Nyní je ten správný čas. Jsme připraveni přejít od laboratorního výzkumu ke klinickým studiím.“