Иммунный ответ, вызванный растительным вирусом, эффективно уничтожает раковые клетки

Вирус, который обычно заражает черноглазый горох (black-eyed peas), демонстрирует огромный потенциал как недорогая и мощная иммунотерапия против рака — и учёные раскрывают, почему.

В исследовании, опубликованном в Cell Biomaterials, команда, возглавляемая специалистами в области химической и наноинженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего, подробно рассмотрела, почему именно вирус мозаики коровьего гороха (cowpea mosaic virus, CPMV) — в отличие от других растительных вирусов — уникально эффективен в активации иммунной системы для распознавания и уничтожения раковых клеток.

Исследование носит название: "Сравнительный анализ растительных вирусов для разработки противораковых иммунотерапевтических препаратов"  и опубликовано в журнале Cells Biomaterials.

Противоопухолевый эффект CPMV

В доклинических исследованиях CPMV проявил мощное противоопухолевое действие на различных мышиных моделях, а также у собак с онкологией. При прямом введении в опухоль CPMV-препарат привлекает врождённые иммунные клетки — такие как нейтрофилы, макрофаги и натуральные киллеры — в опухолевую микросреду, чтобы уничтожить опухолевые клетки.

При этом активируются B-клетки и T-клетки, формируя системную и долговременную иммунную память. Эта «перезагрузка» иммунной системы не только помогает разрушить целевую опухоль, но и настраивает организм на поиск и устранение метастазов в других частях тела.

«Поразительно, что именно CPMV, а не другие растительные вирусы, вызывает противоопухолевую реакцию», — говорит Николь Штайнмец, обладатель кафедры имени Лео и Труде Сцилардов в Инженерной школе Якобса, Кафедра химической и наноинженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего, и ведущий автор исследования.

«Это исследование даёт нам понимание того, почему CPMV работает так эффективно», — добавил первый автор Энтони Омоле, аспирант в лаборатории Штайнмец.

«Наиболее захватывающим было то, что, хотя CPMV не заражает человеческие иммунные клетки, они всё равно на него реагируют и перепрограммируются в активное состояние, что в конечном итоге обучает их выявлять и уничтожать раковые клетки.»

В чём секрет CPMV?

Ключевой вопрос в переводе CPMV на лечение онкологических больных человека: что делает этот растительный вирус таким эффективным в борьбе с раком?

Чтобы выяснить это, Омоле, Штайнмец и их коллеги из Национальной лаборатории по характеристике нанотехнологий при Национальном институте рака (NCI) провели сравнительное исследование CPMV и вируса мозаики хлоротической пятнистости коровьего гороха (CCMV) — близкородственного растительного вируса, который не проявляет противоопухолевого действия при введении в опухоль.

Оба вируса имеют частицы схожего размера и поглощаются иммунными клетками человека с одинаковой скоростью. Однако внутри клетки реакции оказываются различными.

Чем отличается действие CPMV?

• CPMV стимулирует интерфероны типов I, II и III — белки с хорошо известными противораковыми свойствами.

  «Это особенно интересно, потому что первые препараты иммунотерапии рака были рекомбинантными интерферонами», — отметил Омоле.

• CCMV, напротив, активирует провоспалительные интерлейкины, которые не приводят к эффективному уничтожению опухолей.

Также вирусы по-разному обрабатываются внутри клеток млекопитающих:

• РНК CPMV дольше сохраняется и попадает в эндолизосому, где активирует толл-подобный рецептор 7 (TLR7) — ключевой элемент в запуске противовирусного и противоопухолевого иммунного ответа;
• РНК CCMV не достигает этой активационной точки и, соответственно, не запускает нужные иммунные механизмы.

Преимущество в производстве

Дополнительное преимущество CPMV заключается в том, что он может быть недорогим иммунопрепаратом. В отличие от многих современных лекарств, требующих сложного и дорогого производства, CPMV можно выращивать с помощью молекулярного земледелия.

«Его можно выращивать в растениях, используя лишь солнечный свет, почву и воду», — отметил Омоле.

Следующие шаги — клинические испытания

Команда работает над переходом CPMV к клиническим испытаниям.

«Это исследование даёт важное понимание механизма действия CPMV. Сейчас мы активно готовимся к следующим этапам, чтобы выбрать наиболее эффективного кандидата, обеспечивающего как противоопухолевый эффект, так и безопасность», — заявила Штайнмец.

«Сейчас самое время. Мы готовы **перейти от лабораторных исследований к клиническим испытаниям».