Immunrespons udløst af plantevirus ødelægger effektivt kræftceller

En virus, der almindeligvis inficerer sortøjede ærter, viser et enormt potentiale som en billig, kraftfuld immunterapi mod kræft - og forskere afslører hvorfor.

I et studie offentliggjort i Cell Biomaterials har et team ledet af kemiske og nanoingeniøreksperter ved University of California, San Diego, undersøgt nærmere, hvorfor cowpea mosaic virus (CPMV) - i modsætning til andre plantevirus - er enestående effektiv til at aktivere immunsystemet til at genkende og ødelægge kræftceller.

Undersøgelsen har titlen: "Comparative Analysis of Plant Viruses for the Development of Anticancer Immunotherapeutic Drugs" (Sammenlignende analyse af plantevirus til udvikling af immunterapeutiske lægemidler mod kræft) og er offentliggjort i tidsskriftet Cells Biomaterials.

Antitumoreffekt af CPMV

I prækliniske studier har CPMV vist potent antitumoraktivitet i forskellige musemodeller såvel som hos hunde med kræft. Når CPMV administreres direkte i tumorer, rekrutterer det medfødte immunceller - såsom neutrofiler, makrofager og naturlige dræberceller - til tumormikromiljøet for at ødelægge tumorceller.

Dette aktiverer B-celler og T-celler, hvilket skaber systemisk og langsigtet immunhukommelse. Denne "genstart" af immunsystemet hjælper ikke kun med at ødelægge måltumoren, men forbereder også kroppen på at opsøge og eliminere metastaser i andre dele af kroppen.

"Det er slående, at det er CPMV, og ikke andre plantevirus, der udløser en antitumorrespons," siger Nicole Steinmetz, der er indehaver af Leo og Trude Szilard-professoratet på Jacobs School of Engineering og Department of Chemical and Nanoengineering ved UC San Diego og hovedforfatter af studiet.

"Denne undersøgelse giver os indsigt i, hvorfor CPMV virker så effektivt," tilføjede førsteforfatter Anthony Omole, en kandidatstuderende i Steinmetz' laboratorium.

"Det mest spændende var, at selvom CPMV ikke inficerer menneskelige immunceller, reagerer de stadig på det og bliver omprogrammeret til en aktiv tilstand, hvilket i sidste ende træner dem til at identificere og ødelægge kræftceller."

Hvad er hemmeligheden bag CPMV?

Det centrale spørgsmål i forbindelse med at omsætte CPMV til behandling af kræft hos mennesker er: Hvad gør denne plantevirus så effektiv til at bekæmpe kræft?

For at finde ud af det sammenlignede Omole, Steinmetz og deres kolleger ved National Cancer Institute's (NCI) National Nanotechnology Characterization Laboratory CPMV med cowpea chlorotic spot mosaic virus (CCMV), en nært beslægtet plantevirus, der ikke har nogen antitumoraktivitet, når den injiceres i tumorer.

Begge vira har partikler af samme størrelse og optages af menneskelige immunceller med samme hastighed. Inde i cellen er reaktionerne dog forskellige.

Hvordan fungerer CPMV anderledes?

• CPMV stimulerer interferoner type I, II og III, proteiner med velkendte kræfthæmmende egenskaber.

  "Dette er særligt interessant, fordi de første immunterapi-lægemidler mod kræft var rekombinante interferoner," bemærkede Omole.

• CCMV aktiverer derimod proinflammatoriske interleukiner, som ikke fører til effektiv tumordræbning.

Virusser bearbejdes også forskelligt inde i pattedyrceller:

• CPMV-RNA forbliver længere og trænger ind i endolysosomet, hvor det aktiverer toll-lignende receptor 7 (TLR7), et nøgleelement i at udløse det antivirale og antitumorimmunrespons;
• CCMV RNA når ikke dette aktiveringspunkt og udløser derfor ikke de nødvendige immunmekanismer.

Fordel i produktionen

En yderligere fordel ved CPMV er, at det kan være et billigt immunterapeutisk middel. I modsætning til mange nuværende lægemidler, der kræver kompleks og dyr produktion, kan CPMV dyrkes ved hjælp af molekylær landbrug.

"Det kan dyrkes i planter ved kun at bruge sollys, jord og vand," sagde Omole.

Næste skridt: kliniske forsøg

Holdet arbejder på at få CPMV ind i kliniske forsøg.

"Denne undersøgelse giver vigtig indsigt i virkningsmekanismen for CPMV. Vi forbereder nu aktivt de næste skridt for at udvælge den mest effektive kandidat, der både har en antitumoreffekt og er sikker," sagde Steinmetz.

"Nu er det tid. Vi er klar til at gå fra laboratorieforskning til kliniske forsøg."