Taimeviiruse poolt käivitatud immuunvastus hävitab tõhusalt vähirakud

Mustsilmherneid tavaliselt nakatav viirus näitab tohutut potentsiaali odava ja võimsa vähivastase immunoteraapiana – ja teadlased paljastavad, miks.

Ajakirjas Cell Biomaterials avaldatud uuringus uuris San Diego California Ülikooli keemia- ja nanotehnoloogia ekspertide juhitud meeskond lähemalt, miks lehmaherne mosaiikviirus (CPMV) – erinevalt teistest taimeviirustest – on ainulaadselt efektiivne immuunsüsteemi aktiveerimisel vähirakkude äratundmiseks ja hävitamiseks.

Uuring kannab pealkirja: "Taimeviiruste võrdlev analüüs vähivastaste immunoterapeutiliste ravimite väljatöötamiseks" ja see avaldati ajakirjas Cells Biomaterials.

CPMV kasvajavastane toime

Prekliinilistes uuringutes on CPMV näidanud tugevat kasvajavastast aktiivsust nii erinevates hiiremudelites kui ka vähihaigetel koertel. Otse kasvajatesse manustatuna värbab CPMV kasvaja mikrokeskkonda kaasasündinud immuunrakke – näiteks neutrofiile, makrofaage ja looduslikke tapjarakke – kasvajarakkude hävitamiseks.

See aktiveerib B- ja T-rakke, luues süsteemse ja pikaajalise immuunmälu. See immuunsüsteemi „taaskäivitamine“ mitte ainult ei aita hävitada sihtkasvajat, vaid valmistab keha ette ka metastaaside otsimiseks ja kõrvaldamiseks keha teistes osades.

„On rabav, et just CPMV, mitte teised taimeviirused, vallandab kasvajavastase reaktsiooni,“ ütleb Nicole Steinmetz, kes on Leo ja Trude Szilardi nimelise õppetooli hoidja Jacobsi tehnikakoolis ning UC San Diego keemia- ja nanotehnoloogia osakonnas ning uuringu juhtiv autor.

"See uuring annab meile ülevaate sellest, miks CPMV nii tõhusalt töötab," lisas esimene autor Anthony Omole, Steinmetzi labori kraadiõppur.

„Kõige põnevam oli see, et kuigi CPMV ei nakata inimese immuunrakke, reageerivad nad sellele ikkagi ja programmeeritakse ümber aktiivsesse olekusse, mis lõpuks treenib neid vähirakke tuvastama ja hävitama.“

Mis on CPMV saladus?

CPMV rakendamisel inimeste vähiravis on peamine küsimus: mis teeb selle taimeviiruse vähivastases võitluses nii tõhusaks?

Selle väljaselgitamiseks võrdlesid Omole, Steinmetz ja nende kolleegid Riikliku Vähiinstituudi (NCI) riiklikust nanotehnoloogia iseloomustuslaborist CPMV-d lehmapea klorootilise täpi mosaiikviirusega (CCMV), mis on tihedalt seotud taimeviirus ja millel kasvajatesse süstimisel puudub kasvajavastane toime.

Mõlemal viirusel on sarnase suurusega osakesed ja inimese immuunrakud omastavad neid sama kiirusega. Rakusiseselt on reaktsioonid aga erinevad.

Mille poolest CPMV teisiti töötab?

• CPMV stimuleerib I, II ja III tüüpi interferoone – valke, millel on tuntud vähivastased omadused.

  „See on eriti huvitav, sest esimesed vähi immunoteraapia ravimid olid rekombinantsed interferoonid,“ märkis Omole.

• CCMV seevastu aktiveerib põletikku soodustavaid interleukiine, mis ei vii kasvaja efektiivse hävitamiseni.

Viiruseid töödeldakse imetajate rakkudes ka erinevalt:

• CPMV RNA püsib kauem ja siseneb endolüsosoomi, kus see aktiveerib Toll-tüüpi retseptori 7 (TLR7), mis on viirusevastase ja kasvajavastase immuunvastuse käivitamise võtmeelement;
• CCMV RNA ei jõua sellesse aktivatsioonipunkti ja seetõttu ei käivita vajalikke immuunmehhanisme.

Tootmise eelis

CPMV täiendavaks eeliseks on see, et see võib olla odav immunoterapeutikum. Erinevalt paljudest praegustest ravimitest, mis nõuavad keerukat ja kallist tootmist, saab CPMV-d kasvatada molekulaarpõllumajanduse abil.

"Seda saab taimedes kasvatada ainult päikesevalgust, mulda ja vett kasutades," ütles Omole.

Järgmised sammud: kliinilised uuringud

Meeskond töötab selle nimel, et viia CPMV kliinilistesse uuringutesse.

„See uuring annab olulise ülevaate CPMV toimemehhanismist. Nüüd valmistume aktiivselt ette järgmisteks sammudeks, et valida välja kõige tõhusam kandidaat, mis pakub nii kasvajavastast toimet kui ka ohutust,“ ütles Steinmetz.

"Nüüd on aeg. Oleme valmis liikuma laboriuuringutelt kliinilistele uuringutele."