Це модель аденовірусного типу 5, яка викликає респіраторні інфекції. Катерина Кон / Shutterstock.com

Коли більшість людей думає про слово "вірус", вони часто пов'язують його з інфекціями або захворюваннями. Єдина мета вірусу - атакувати та заражати нормальну клітину, використовувати її для реплікації, а потім вбивати. Деякі приклади включають вірус грипу і смертельний Вірус еболи.

Однак останнім часом наше розуміння вірусів різко розвинулося. Нові дослідження виявляють нюанси різних вірусних інфекцій, а інші намагаються з'ясувати, як використати вбивчі функції вірусів та використовувати їх у терапевтичних цілях, як лікування раку. Дотепер вчені скаржилися, що єдине ліки від дитячого раку очей ретинобластома - хірургічне видалення ураженого ока. Зараз, в недавньому звіті, опублікованому в Science Translational Medicine, вчені знайшли інший підхід до націлювання на ретинобластому з використанням більш безпечних: вірусів, що знищують рак.

Це дослідження привернуло мою увагу, оскільки Я дослідник офтальмології та візуальних наук і працювали над розумінням причин спадкових очних захворювань та способами розробки ефективного лікування. У моїй лабораторії ми вивчаємо використання модифікованих вірусів як транспортних засобів для доставки правильної форми гена в хворі клітини ока. Нещодавно опубліковане дослідження описує, що, на мою думку, є підхід, що змінює гру: використання модифікованого вірусу для прямого знищення ракових клітин. Стратегія використовує природну здатність вірусу знищувати клітини для лікування раку очей.

Ретинобластома починається як пухлина у світлочутливій тканині під назвою сітківка, яка розташована в задній частині ока. Симптоми включають (зверху вниз) лейкокорію, білий колір очей при огляді спереду, присідання або розплющені очі, почервоніння, запалення очей. Інші частини, зображені на цій діаграмі, - це рогівка, прозора структура в передній частині ока, кришталик та ямка, область центрального зору. VectorMine / Shutterstock.com

Віруси, що атакують ретинобластому

Ретинобластома - поширений вид дитячого раку і провідна причина сліпоти у дітей. Хоча доставка ліків та хіміотерапія можуть принести певну користь, побічні ефекти можуть призвести до втрати зору в довгостроковій перспективі та можливого видалення ока. Тому розглядаються нові терапевтичні стратегії щодо цієї руйнівної хвороби.

Використовуючи знання про те, як клітини ретинобластоми розмножуються, щоб перерости у рак, команда дослідників очолила Анхель Монтеро Каркабосо Науково-дослідного інституту Санта Джоана де Деу в Барселоні, Іспанія, генетично модифікований вірус, який називається аденовірус, який розпізнає і вбиває клітини ретинобластоми не завдаючи шкоди сусіднім здоровим клітинам.

Основне занепокоєння при використанні вірусів для терапії полягає в їх здатності відходити від зараженої зони. Щоб переконатися, що вірус не міг завдати шкоди здоровим клітинам, було розроблено спеціально для розмноження лише в клітинах ретинобластоми. Команда Каркабосо перевірила розподіл аденовірусу в інших частинах тіла після введення модифікованого вірусу в око мишей ретинобластоми. Вони робили те ж саме у молодих кроликів без пухлин. Його команда виявила, що вірус обмежується пухлинними клітинами ока і виявила лише незначний та короткочасний витік у кров. Імунна система мишей потім, здавалося, очищала витік вірусу з системи протягом шести тижнів. Автори зробили висновок, що модифікований аденовірус є досить безпечним, щоб продовжувати далі.

Безпека та ефективність модифікованих аденовірусів

Потім дослідники проаналізували здатність модифікованого аденовірусу вбивати пухлинні клітини ретинобластоми, коли вірус вводили в очі мишей ретинобластоми. Дослідники повідомили, що ін'єкція цих вірусів збільшила виживаність ока приблизно на 40 дні порівняно з неін'єкційним оком. Ще одним позитивним висновком було те, що вірус не атакував нормальні, здорові клітини поза пухлини.

Підбадьорені успіхом модифікованих вірусів в мишачих очах, автори перевірили їх здатність до знищення раку в невелике клінічне випробування у двох пацієнтів. Ці пацієнти не реагували на хіміотерапію або променеву терапію, і єдиним, що залишився варіантом було видалення ока, щоб запобігти поширенню пухлини по всьому тілу.

У попередніх дослідженнях дослідники виявили, що модифікований аденовірус орієнтується на пухлинні клітини в очах пацієнтів. На жаль, очей одного пацієнта довелося хірургічним шляхом видалити, оскільки він помутнів, і дослідники не змогли його оглянути. Коли команда Каркабосо вивчала пухлину висіченого ока, вони виявили, що вірус розмножується лише в хворих клітинах, а не в більш здоровій частині ока. У другого пацієнта спостерігалося зменшення розміру пухлини та кількості хворих клітин.

Подібні віруси, що знищують рак раніше були описані для лікування меланоми, смертельного типу раку шкіри. У цьому випадку модифікований вірус вводили в меланому, яка вбивала лише заражені клітини. Фактично, це призвело до того, що перший наркотик з використанням вірусу, що убив рак затверджено Управлінням харчових продуктів та лікарських засобів.

Це молекулярна модель аденовірусу, вірусу ДНК, який викликає респіраторні та інші інфекції. Дослідники позбавляють цей вірус від його хвороботворного потенціалу та використовують його для лікування хвороб. Катерина Кон / Shutterstock.com

Використання властивостей вірусів для розробки методів лікування

Дослідники в моїй лабораторії вивчити, як функціонують віруси, коли вони були модифіковані не вбивати клітини, а натомість доставляти їм правильний вантаж. Одним із таких застосувань є доставка правильної форми гена, дефектної у пацієнта з генетичним розладом. Однією з проблем використання цих безпечніших модифікованих вірусів для доставки генів є те, що вони мають обмеження щодо розміру гена - приблизно одиниць 4,000 ДНК - те, що вони можуть переносити в клітину. Ми працюємо над вирішенням проблеми доставки генів, які перевищують цю межу і викликають важкі захворювання сліпоти, як-от ретиніт пігментний і Вроджений амавроз Лебера.

Нещодавно ми відкрили стратегію створення коротших форм цих генів, які вписуються у віруси. Останні доклінічні дослідження в моїй лабораторії показали мишам, що коли наші віруси доставляють правильну версію гена, який мутується або відсутній у світлочутливих клітинах ока, ми можемо відкласти настання сліпоти.

Дослідження ретинобластоми Каркабосо використовує різні властивості вірусів. Я бачу як доставку вантажу, так і здатність вбивати клітини вірусів, як дві сторони однієї монети. Модифіковані віруси можуть доставляти терапевтичні препарати або гени, не вбиваючи клітину. Однак віруси, що вбивають рак, модифікуються для введення та вбивства конкретних клітин.

Я вважаю дослідження Каркабосо цікавими та захоплюючими, але вони все ще знаходяться на попередньому етапі. Дослідникам потрібно зробити більше роботи, щоб зрозуміти, як імунна система пацієнта реагує на введений аденовірус. Зрештою, наша імунна система створена для пошуку та знищення вірусів, перш ніж вони заподіють шкоду. Розмір пухлини ретинобластоми також може бути обмежуючим фактором сприятливого результату ін'єкції. Клінічні випробування, що тривають, дадуть більше інформації про безпеку та цілющу здатність талановитих ракових захворювань цих мікроскопічних збудників.

про автора

Хемант Ханна, доцент офтальмології, Університет Массачусетського медичного училища

Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.

books_disease