Tämä on malli adenoviruksesta tyyppi 5, joka aiheuttaa hengitystieinfektioita. Kateryna Kon / Shutterstock.com

Kun useimmat ihmiset ajattelevat sanaa "virus", he yhdistävät sen usein infektioihin tai sairauksiin. Viruksen ainoa tarkoitus on hyökätä normaaliin soluun ja tartuttaa se, käyttää sitä replikoitumiseen ja sitten tappaa se. Joitakin esimerkkejä ovat mm flunssavirus ja tappava Ebolavirus.

Viime aikoina ymmärryksemme viruksista on kuitenkin kehittynyt dramaattisesti. Uudet tutkimukset paljastavat erilaisten virusinfektioiden vivahteita, ja toiset yrittävät selvittää, miten virusten tappajatoimintoja voitaisiin valjastaa ja käyttää terapeuttisiin tarkoituksiin, kuten syövän hoitoon. Tähän asti tiedemiehet ovat valittaneet, että se on ainoa parannuskeino lapsuuden silmäsyöpään retinoblastooma on sairaan silmän kirurginen poisto. Nyt Science Translational Medicine -lehdessä julkaistussa äskettäin julkaistussa raportissa tutkijat ovat löytäneet toisen lähestymistavan retinoblastooman kohdistamiseen käyttämällä turvallisempaa: syöpää tappavia viruksia.

Tämä tutkimus kiinnitti huomioni, koska Olen silmätautien ja visuaalisten tieteiden tutkija ja ovat työskennelleet ymmärtääkseen perinnöllisten silmäsairauksien syitä ja kuinka suunnitella tehokkaita hoitoja. Laboratoriossani tutkimme muunnettujen virusten käyttöä välineinä geenin oikean muodon kuljettamiseksi silmän sairaisiin soluihin. Äskettäin julkaistu tutkimus kuvaa mielestäni peliä muuttavan lähestymistavan: muunnetun viruksen käyttöä syöpäsolujen suoraan tappamiseen. Strategia hyödyntää viruksen luonnollista solutappamiskykyä silmäsyövän hoidossa.

Retinoblastooma alkaa kasvaimena valoa tunnistavassa kudoksessa nimeltä verkkokalvo, joka sijaitsee silmän takaosassa. Oireita ovat (ylhäältä alas) leukokoria, silmän valkoinen väri edestä katsottuna, silmät siristelevät tai ristissä ja punoitus, silmätulehdus. Muita tässä kaaviossa kuvattuja osia ovat sarveiskalvo, läpinäkyvä rakenne silmän etuosassa, linssi ja fovea, keskusnäön alue. VectorMine / Shutterstock.com

Retinoblastoomaa hyökkäävät virukset

Retinoblastooma on yleinen lapsuuden syövän tyyppi ja johtava lasten sokeuden syy. Vaikka lääkkeiden antaminen ja kemoterapia voivat tarjota jonkin verran hyötyä, sivuvaikutukset voivat johtaa näön menetykseen pitkällä aikavälillä ja mahdollisesti silmän poistamisessa. Tämän tuhoisan sairauden hoitoon harkitaan siksi uusia hoitostrategioita.

Käyttäen tietoa siitä, kuinka retinoblastoomasolut lisääntyvät syöpään, johtama tutkijaryhmä Ángel Montero Carcaboso Barcelonassa, Espanjassa sijaitsevan Sant Joan de Déu -tutkimuslaitoksen tutkija muunsi geneettisesti adenovirus-nimisen viruksen. tunnistaa ja tappaa retinoblastoomasolut vahingoittamatta viereisiä terveempiä soluja.

Suurin huolenaihe virusten käytössä hoidossa on niiden kyky eksyä tartunnan saaneelta alueelta. Varmistaakseen, että virus ei voinut vahingoittaa terveitä soluja, se oli erityisesti suunniteltu lisääntymään vain retinoblastoomasoluissa. Carcaboson tiimi testasi adenoviruksen leviämistä muihin kehon osiin sen jälkeen, kun muunneltu virus oli injektoitu retinoblastoomahiirten silmään. He tekivät saman asian nuorilla kaneilla, joilla ei ollut kasvaimia. Hänen tiiminsä havaitsi, että virus rajoittui silmän kasvainsoluihin ja osoitti vain vähäistä ja lyhytaikaista vuotoa verenkiertoon. Hiirien immuunijärjestelmä näytti sitten poistavan vuotaneen viruksen järjestelmästä kuudessa viikossa. Kirjoittajat päättelivät, että modifioitu adenovirus oli tarpeeksi turvallinen jatkaakseen eteenpäin.

Modifioitujen adenovirusten turvallisuus ja tehokkuus

Tämän jälkeen tutkijat analysoivat muunnetun adenoviruksen kykyä tappaa retinoblastoomakasvainsoluja, kun virus injektoitiin retinoblastoomahiirten silmiin. Tutkijat raportoivat, että näiden virusten injektio lisäsi silmän selviytymistä noin 40 päivällä verrattuna injektoimattomaan silmään. Toinen myönteinen havainto oli, että virus ei hyökännyt normaaleihin, terveisiin soluihin kasvaimen ulkopuolella.

Modifioitujen virusten menestyksen rohkaisemana hiiren silmissä kirjoittajat testasivat niiden syöpää tappavaa kykyä pieni kliininen tutkimus kahdella potilaalla. Nämä potilaat eivät olleet reagoineet kemoterapiaan tai sädehoitoon, ja ainoa jäljellä oleva vaihtoehto oli silmän poistaminen estämään kasvaimen leviäminen koko kehoon.

Esitutkimuksissa tutkijat havaitsivat, että muunneltu adenovirus kohdistui potilaiden silmissä oleviin kasvainsoluihin. Valitettavasti yhden potilaan silmä jouduttiin poistamaan kirurgisesti, koska se muuttui sameaksi, eikä tutkijat pystyneet tutkimaan sitä. Kun Carcaboson tiimi tutki leikatun silmän kasvainta, he havaitsivat, että virus lisääntyi vain sairaissa soluissa eikä silmän terveemmässä osassa. Toisessa potilaassa kasvaimen koko ja sairaiden solujen määrä näyttivät pienenevän.

Samankaltainen syöpää tappavat virukset on aiemmin kuvattu melanooman, tappavan ihosyövän tyypin, hoitoon. Tässä tapauksessa muunneltu virus injektoitiin melanoomaan, joka tappoi vain tartunnan saaneet solut. Itse asiassa tämä johti ensimmäiseen syöpää tappavaa virusta käyttävään lääkkeeseen elintarvike- ja lääkeviraston hyväksymä.

Tämä on adenoviruksen molekyylimalli, DNA-virus, joka aiheuttaa hengitystie- ja muita infektioita. Tutkijat poistavat tämän viruksen taudin aiheuttavan potentiaalin ja käyttävät sitä sairauksien hoitoon. Kateryna Kon / Shutterstock.com

Virusten ominaisuuksien käyttäminen hoitojen kehittämiseen

Laboratorioni tutkijat tutkia, kuinka virukset toimivat, kun niitä ei ole muunnettu tappamaan soluja, vaan toimittamaan niille oikeanlaista lastia. Yksi tällainen sovellus on viallisen geenin oikean muodon toimittaminen potilaalle, jolla on geneettinen sairaus. Yksi ongelmista käytettäessä näitä turvallisempia muunnettuja viruksia geenien kuljettamiseen on se, että niillä on rajoitettu geenin koko – noin 4,000 DNA-yksikköä –, jonka ne voivat kuljettaa soluun. Pyrimme ratkaisemaan tämän rajan ylittävien ja vakavia sokeussairauksia aiheuttavien geenien toimittamista koskevan ongelman verkkokalvorappeuma ja Leberin synnynnäinen amauroosi.

Löysimme äskettäin strategian tehdä näistä geeneistä lyhyempiä muotoja, jotka sopivat viruksiin. Viimeaikaiset prekliiniset tutkimukset minun laboratoriossani ovat osoittaneet hiirillä, että kun viruksemme toimittavat oikean version geenistä, joka on mutatoitunut tai puuttuu silmän valoa tunnistavista soluista, voimme viivyttää sokeuden alkamista.

Carcaboson retinoblastoomatutkimus hyödyntää virusten erilaista ominaisuutta. Näen virusten lastinkuljetus- ja solutappamiskyvyt saman kolikon kahtena puolena. Modifioidut virukset voivat toimittaa terapeuttisia lääkkeitä tai geenejä tappamatta solua. Syöpää tappavat virukset on kuitenkin muunnettu päästämään tiettyihin soluihin ja tappamaan niitä.

Carcaboson opinnot ovat mielestäni mielenkiintoisia ja jännittäviä, mutta ne ovat vielä alkuvaiheessa. Tutkijoiden on tehtävä enemmän työtä ymmärtääkseen, kuinka potilaan immuunijärjestelmä reagoi injektoituun adenovirukseen. Loppujen lopuksi immuunijärjestelmämme on suunniteltu etsimään ja tuhoamaan viruksia ennen kuin ne aiheuttavat haittaa. Retinoblastoomakasvaimen koko voi myös olla rajoittava tekijä injektion suotuisassa tuloksessa. Käynnissä olevat kliiniset tutkimukset tarjoavat lisää tietoa näiden mikroskooppisten patogeenien syöpää tappavien kykyjen turvallisuudesta ja paranemiskyvystä.

Author

Hemant Khanna, oftalmologian apulaisprofessori, Massachusettsin yliopiston lääketieteellinen koulu

Tämä artikkeli julkaistaan ​​uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.

books_disease