Immunrespons utløst av plantevirus ødelegger effektivt kreftceller

Et virus som ofte infiserer erter med svarte øyne viser et enormt potensial som en billig og kraftig immunterapi mot kreft – og forskere avslører hvorfor.

I en studie publisert i Cell Biomaterials, har et team ledet av kjemiske og nanoingeniøreksperter ved University of California, San Diego, sett nærmere på hvorfor cowpea mosaic virus (CPMV) – i motsetning til andre plantevirus – er unikt effektivt til å aktivere immunforsvaret til å gjenkjenne og ødelegge kreftceller.

Studien har tittelen: «Sammenlignende analyse av plantevirus for utvikling av immunterapeutiske legemidler mot kreft» og er publisert i tidsskriftet Cells Biomaterials.

Antitumoreffekt av CPMV

I prekliniske studier har CPMV vist potent antitumoraktivitet i ulike musemodeller så vel som hos hunder med kreft. Når det administreres direkte i svulster, rekrutterer CPMV medfødte immunceller – som nøytrofiler, makrofager og naturlige dreperceller – inn i svulstens mikromiljø for å ødelegge svulstceller.

Dette aktiverer B-celler og T-celler, og skaper systemisk og langsiktig immunhukommelse. Denne «omstarten» av immunsystemet bidrar ikke bare til å ødelegge målsvulsten, men forbereder også kroppen til å søke etter og eliminere metastaser i andre deler av kroppen.

«Det er slående at det er CPMV, og ikke andre plantevirus, som utløser en antitumorrespons», sier Nicole Steinmetz, som har Leo og Trude Szilard-professoratet ved Jacobs School of Engineering og Institutt for kjemi og nanoingeniørfag ved UC San Diego og hovedforfatter av studien.

«Denne studien gir oss innsikt i hvorfor CPMV fungerer så effektivt», la førsteforfatter Anthony Omole, en doktorgradsstudent i Steinmetz' laboratorium, til.

«Det mest spennende var at selv om CPMV ikke infiserer menneskelige immunceller, reagerer de fortsatt på det og blir omprogrammert til en aktiv tilstand, noe som til slutt trener dem til å identifisere og ødelegge kreftceller.»

Hva er hemmeligheten bak CPMV?

Det viktigste spørsmålet når man skal oversette CPMV til behandling av kreft hos mennesker er: Hva gjør dette planteviruset så effektivt i bekjempelsen av kreft?

For å finne ut av det, sammenlignet Omole, Steinmetz og kollegene deres ved National Cancer Institute's (NCI) National Nanotechnology Characterization Laboratory CPMV med cowpea chlorotic spot mosaic virus (CCMV), et nært beslektet plantevirus som ikke har noen antitumoraktivitet når det injiseres i svulster.

Begge virusene har partikler av lignende størrelse og tas opp av menneskelige immunceller med samme hastighet. Inne i cellen er imidlertid reaksjonene forskjellige.

Hvordan fungerer CPMV annerledes?

• CPMV stimulerer interferoner type I, II og III, proteiner med velkjente krefthemmende egenskaper.

  «Dette er spesielt interessant fordi de første immunterapimedisinene mot kreft var rekombinante interferoner», bemerket Omole.

• CCMV, derimot, aktiverer proinflammatoriske interleukiner, som ikke fører til effektiv tumordrep.

Virus blir også behandlet forskjellig inne i pattedyrceller:

• CPMV RNA vedvarer lenger og går inn i endolysosomet, hvor det aktiverer toll-lignende reseptor 7 (TLR7), et nøkkelelement i å utløse den antivirale og antitumor immunresponsen;
• CCMV RNA når ikke dette aktiveringspunktet og utløser følgelig ikke de nødvendige immunmekanismene.

Fordel i produksjonen

En ytterligere fordel med CPMV er at det kan være et rimelig immunterapeutisk middel. I motsetning til mange nåværende legemidler som krever kompleks og kostbar produksjon, kan CPMV dyrkes ved hjelp av molekylær dyrking.

«Det kan dyrkes i planter ved kun å bruke sollys, jord og vann», sa Omole.

Neste trinn: kliniske studier

Teamet jobber med å flytte CPMV inn i kliniske studier.

«Denne studien gir viktig innsikt i virkningsmekanismen til CPMV. Vi forbereder oss nå aktivt på de neste trinnene for å velge den mest effektive kandidaten som gir både antitumoreffekt og sikkerhet», sa Steinmetz.

«Nå er tiden inne. Vi er klare til å gå fra laboratorieforskning til kliniske studier.»