Detta är en modell av adenovirus typ 5 som orsakar luftvägsinfektioner. Kateryna Kon / Shutterstock.com

När de flesta tänker på ordet ”virus” relaterar de ofta till infektioner eller sjukdomar. Det enda syftet med ett virus är att attackera och infektera en normal cell, använda den för att replikera och sedan döda den. Några exempel inkluderar influensavirus och de dödliga Ebolavirus.

Under senare tid har dock vår förståelse av virus utvecklats drastiskt. Nya studier avslöjar nyanserna av olika virusinfektioner, och andra försöker ta reda på hur man utnyttjar mördningsfunktionerna hos virus och använder dem för terapeutiska ändamål, som cancerbehandling. Hittills har forskare beklagat att det enda botemedel mot barncancer i ögonen retinoblastom är kirurgiskt avlägsnande av det drabbade ögat. Nu, i en ny rapport publicerad i Science Translational Medicine, har forskare hittat en annan strategi för att rikta retinoblastom med säkrare: cancerdödande virus.

Denna studie fick min uppmärksamhet eftersom Jag är en ögonforskare och ögonforskare och har arbetat med att förstå orsakerna till ärvda ögonsjukdomar och hur man utformar effektiva behandlingar. I mitt laboratorium undersöker vi att använda modifierade virus som fordon för att leverera rätt form av en gen till ögats sjuka celler. Den nyligen publicerade studien beskriver vad jag tror är en speländring: användning av ett modifierat virus för att direkt döda cancerceller. Strategin utnyttjar den naturliga celldödande förmågan hos ett virus för att behandla ögoncancer.

Retinoblastom börjar som en tumör i den ljuskännande vävnaden som kallas näthinnan, som ligger på baksidan av ögat. Symtomen inkluderar (från topp till botten) leucocoria, vit färg i ögat när man tittar framifrån, myser eller korsögon och rodnad, okulär inflammation. Andra delar som avbildas i detta diagram är hornhinnan, en transparent struktur framför ögat, linsen och fovea, regionen med central syn. VectorMine / Shutterstock.com

Retinoblastomattackerande virus

Retinoblastom är en vanlig typ av barncancer och en ledande orsak till blindhet hos barn. Även om läkemedelsleverans och kemoterapi kan ge viss fördel, kan biverkningarna leda till synförlust på lång sikt och eventuellt avlägsnande av ögat. Nya terapeutiska strategier övervägs därför för denna förödande sjukdom.

Med hjälp av kunskapen om hur retinoblastomceller multiplicerar för att bli cancerformer, ledde ett forskargrupp av Ángel Montero Carcaboso från Sant Joan de Déu forskningsinstitut i Barcelona, ​​Spanien, genetiskt modifierat ett virus som kallas adenovirus som känner igen och dödar retinoblastomcellerna utan att skada de närliggande friskare cellerna.

Ett stort problem med att använda virus för terapi är deras förmåga att avvika från det infekterade området. För att säkerställa att viruset inte kunde skada friska celler, konstruerades det specifikt för att reproducera endast i retinoblastomcellerna. Carcabosos team testade distributionen av adenovirus i andra delar av kroppen efter det modifierade viruset hade injicerats i ögat hos retinoblastomamöss. De gjorde samma sak i unga kaniner utan tumörer. Hans team upptäckte att viruset var begränsat till tumörcellerna i ögat och visade endast liten och kortvarig läckage i blodomloppet. Mössens immunsystem tycktes sedan rensa det läckta viruset från systemet inom sex veckor. Författarna slutsatsen att det modifierade adenoviruset var tillräckligt säkert för att gå vidare.

Säkerhet och effektivitet hos de modifierade adenovirus

Forskarna analyserade sedan förmågan hos det modifierade adenoviruset att döda retinoblastomtumörcellerna när viruset injicerades i retinoblastomamössen. Forskarna rapporterade att injektionen av dessa virus ökade överlevnaden av ögat med cirka 40 dagar jämfört med det oinjicerade ögat. Ett annat positivt resultat var att viruset inte attackerade normala, friska celler utanför tumören.

Uppmuntrat av framgången för de modifierade virusen i musögon testade författarna sin cancerdödande förmåga i en liten klinisk prövning hos två patienter. Dessa patienter hade inte svarat på kemoterapi eller strålbehandling, och det enda återstående alternativet var att ta bort ögat för att förhindra tumören sprider sig i kroppen.

I de preliminära studierna fann forskarna att det modifierade adenoviruset riktade tumörcellerna i patientens ögon. Tyvärr måste en patients öga tas bort kirurgiskt eftersom det blev grumligt och inte kunde undersökas av forskarna. När Carcabosos team studerade tumören i det skurna ögat fann de att viruset bara reproducerades i sjuka celler och inte i den friskare delen av ögat. Hos den andra patienten verkade det finnas en minskning av tumörens storlek och antalet sjuka celler.

Liknande cancerdödande virus har tidigare beskrivits för att behandla melanom, en dödlig typ av hudcancer. I detta fall injicerades det modifierade viruset i melanom, som dödade endast de infekterade cellerna. I själva verket ledde detta till det första läkemedlet som använde ett cancerdödande virus godkänd av Food and Drug Administration.

Detta är en molekylär modell av adenovirus, ett DNA-virus som orsakar luftvägsinfektioner och andra infektioner. Forskare tar bort detta virus från dess sjukdomsframkallande potential och använder det för att behandla sjukdom. Kateryna Kon / Shutterstock.com

Använda egenskaper hos virus för att utveckla behandlingar

Forskarna i mitt laboratorium studera hur virus fungerar när de har modifierats för att inte döda cellerna, utan istället leverera rätt last till dem. En sådan tillämpning är leveransen av rätt form av en gen som är defekt hos en patient med en genetisk störning. Ett av problemen med att använda dessa säkrare modifierade virus för att leverera gener är att de har en gräns för storleken på genen - ungefär 4,000 enheter av DNA - som de kan föra in i en cell. Vi arbetar med att hantera problemet med att leverera gener som överskrider denna gräns och orsakar allvarliga blindhetssjukdomar som retinitis pigmentosa och Lebers medfödda amauros.

Vi upptäckte nyligen en strategi för att göra kortare former av dessa gener som passar in i virusen. Nya prekliniska studier i mitt laboratorium har visat hos möss att när våra virus levererar rätt version av en gen, som är muterad eller saknas i ögonets ljuskännande celler, vi kan försena början av blindhet.

Carcabosos retinoblastomforskning utnyttjar en annan egenskap hos virus. Jag ser virusleverans och celldödande förmågor hos virus som två sidor av samma mynt. Modifierade virus kan leverera terapeutiska läkemedel eller gener utan att döda cellen. De cancerdödande virusen modifieras emellertid för att komma in och döda specifika celler.

Jag tycker Carcabosos studier är intressanta och spännande, men de är fortfarande på ett inledande skede. Forskare måste göra mer arbete för att förstå hur en patients immunsystem svarar på det injicerade adenoviruset. Trots allt är vårt immunsystem utformat för att söka och förstöra virus innan de orsakar skada. Storleken på retinoblastomtumören kan också vara en begränsande faktor i det gynnsamma resultatet av injektionen. De pågående kliniska prövningarna kommer att ge mer information om säkerheten och läkningsförmågan hos de cancerdödande talenterna hos dessa mikroskopiska patogener.

Om författaren

Hemant Khanna, docent i ögonläkare, University of Massachusetts Medical School

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.

books_disease