Tindak balas imun yang dicetuskan oleh virus tumbuhan secara berkesan memusnahkan sel-sel kanser

Virus yang biasanya menjangkiti kacang bermata hitam menunjukkan potensi besar sebagai imunoterapi yang murah dan berkuasa terhadap kanser - dan saintis mendedahkan sebabnya.

Dalam kajian yang diterbitkan dalam Cell Biomaterials, sebuah pasukan yang diketuai oleh pakar kimia dan kejuruteraan nano di University of California, San Diego, melihat dengan lebih dekat mengapa virus mozek cowpea (CPMV) - tidak seperti virus tumbuhan lain - berkesan secara unik untuk mengaktifkan sistem imun untuk mengenali dan memusnahkan sel-sel kanser.

Kajian itu bertajuk: "Analisis Perbandingan Virus Tumbuhan untuk Pembangunan Ubat Imunoterapeutik Antikanser" dan diterbitkan dalam jurnal Cells Biomaterials.

Kesan antitumor CPMV

Dalam kajian praklinikal, CPMV telah menunjukkan aktiviti antitumor yang kuat dalam pelbagai model tetikus serta pada anjing dengan kanser. Apabila ditadbir terus ke dalam tumor, CPMV merekrut sel imun semula jadi - seperti neutrofil, makrofaj dan sel pembunuh semulajadi - ke dalam persekitaran mikro tumor untuk memusnahkan sel tumor.

Ini mengaktifkan sel B dan sel T, mewujudkan memori imun sistemik dan jangka panjang. "Buat semula" sistem imun ini bukan sahaja membantu memusnahkan tumor sasaran, tetapi juga memberi tumpuan kepada badan untuk mencari dan menghapuskan metastasis di bahagian lain badan.

"Sungguh mengagumkan bahawa CPMV, dan bukan virus tumbuhan lain, yang mencetuskan tindak balas antitumor," kata Nicole Steinmetz, yang memegang Pengerusi Leo dan Trude Szilard di Sekolah Kejuruteraan Jacobs dan Jabatan Kimia dan Nanoengineering di UC San Diego dan pengarang utama kajian itu.

"Kajian ini memberi kita gambaran tentang sebab CPMV berfungsi dengan begitu berkesan," tambah pengarang pertama Anthony Omole, seorang pelajar siswazah di makmal Steinmetz.

"Perkara yang paling menarik ialah walaupun CPMV tidak menjangkiti sel imun manusia, mereka masih bertindak balas terhadapnya dan diprogramkan semula ke dalam keadaan aktif, yang akhirnya melatih mereka untuk mengenal pasti dan memusnahkan sel kanser."

Apakah rahsia CPMV?

Soalan utama dalam menterjemah CPMV ke dalam rawatan kanser manusia ialah: Apakah yang membuatkan virus tumbuhan ini begitu berkesan dalam memerangi kanser?

Untuk mengetahui, Omole, Steinmetz dan rakan sekerja mereka di Makmal Pencirian Nanoteknologi Kebangsaan Institut Kanser Kebangsaan (NCI) membandingkan CPMV dengan virus mozek bintik klorotik cowpea (CCMV), virus tumbuhan berkait rapat yang tidak mempunyai aktiviti antitumor apabila disuntik ke dalam tumor.

Kedua-dua virus mempunyai zarah bersaiz serupa dan diambil oleh sel imun manusia pada kadar yang sama. Walau bagaimanapun, di dalam sel, tindak balas adalah berbeza.

Bagaimanakah CPMV berfungsi secara berbeza?

• CPMV merangsang interferon jenis I, II dan III, protein dengan sifat anti-kanser yang terkenal.

  "Ini amat menarik kerana ubat imunoterapi kanser pertama adalah interferon rekombinan," kata Omole.

• CCMV, sebaliknya, mengaktifkan interleukin proinflamasi, yang tidak membawa kepada pembunuhan tumor yang berkesan.

Virus juga diproses secara berbeza di dalam sel mamalia:

• RNA CPMV bertahan lebih lama dan memasuki endolisosom, di mana ia mengaktifkan reseptor seperti tol 7 (TLR7), elemen utama dalam mencetuskan tindak balas imun antiviral dan antitumor;
• RNA CCMV tidak mencapai titik pengaktifan ini dan, oleh itu, tidak mencetuskan mekanisme imun yang diperlukan.

Kelebihan dalam pengeluaran

Kelebihan tambahan CPMV ialah ia boleh menjadi imunoterapi kos rendah. Tidak seperti kebanyakan ubat semasa yang memerlukan pengeluaran yang kompleks dan mahal, CPMV boleh ditanam menggunakan pertanian molekul.

"Ia boleh ditanam dalam tumbuhan menggunakan hanya cahaya matahari, tanah dan air, " kata Omole.

Langkah seterusnya: ujian klinikal

Pasukan ini sedang berusaha untuk memindahkan CPMV ke dalam ujian klinikal.

"Kajian ini memberikan gambaran penting tentang mekanisme tindakan CPMV. Kami kini sedang giat bersedia untuk langkah seterusnya untuk memilih calon paling berkesan yang memberikan kesan antitumor dan keselamatan," kata Steinmetz.

"Sekarang masanya. Kami bersedia untuk beralih daripada penyelidikan makmal kepada ujian klinikal."