Oamenii de ştiinţă de la facultatea de medicină Duke-NUS (Duke-NUS), din Singapore, au dezvoltat o nouă abordare care utilizează virusul Zika pentru a distruge celulele canceroase ale creierului şi a inhiba creşterea tumorilor, protejând în acelaşi timp celulele sănătoase.
Folosind un candidat de vaccin cu virusul Zika, dezvoltat la Duke-NUS, echipa a descoperit cum aceste tulpini vizează celulele care proliferează rapid în detrimentul celor mature - ceea ce le face o opţiune ideală pentru a viza celulele canceroase cu creştere rapidă din creierul adult.
Descoperirile, publicate recent în Journal of Translational Medicine, oferă potenţial o nouă alternativă de tratament pentru pacienţii cu cancer cerebral care au în prezent un prognostic slab.
Glioblastomul multiform este cel mai frecvent cancer al creierului, cu peste 300.000 de pacienţi diagnosticaţi anual la nivel mondial.
Ratele de supravieţuire pentru aceşti pacienţi sunt slabe (aproximativ 15 luni), în principal din cauza incidenţei ridicate a recidivei tumorale şi a opţiunilor de tratament limitate.
Pentru astfel de pacienţi, viroterapia oncolitică - sau utilizarea de virusuri modificate pentru a infecta şi distruge celulele canceroase - ar putea aborda provocările terapeutice actuale.
Virusul Zika este o astfel de opţiune, aflată la începutul dezvoltării. Echipa Duke-NUS a folosit tulpini de vaccin cu virus Zika viu atenuat (ZIKV-LAV), care sunt virusuri „atenuate (slăbite)" cu o capacitate limitată de a infecta celulele sănătoase, dar care pot totuşi să crească rapid şi să se răspândească în interiorul unei mase tumorale.
„Am selectat virusul Zika deoarece infectează în mod natural celulele care se înmulţesc rapid în creier, permiţându-ne să ajungem la celulele canceroase care, în mod tradiţional, sunt dificil de ţintit", a declarat dr. Carla Bianca Luena Victorio, primul autor al lucrării şi cercetător principal la Programul de cercetare în domeniul cancerului şi al biologiei celulelor stem de la Duke-NUS.
Potrivit acesteia, tulpinile de ZIKV-LAV, dezvoltate, se replică singure în celulele canceroase din creier, ceea ce face din aceasta o terapie vie care se poate răspândi şi ataca celulele bolnave vecine.
Dr. Victorio şi echipa au stabilit că tulpinile ZIKV-LAV au fost foarte eficiente în infectarea celulelor canceroase, deoarece aceste virusuri se leagă de proteine care sunt prezente în cantităţi mari doar în celulele canceroase dar nu şi în celulele sănătoase.
După ce infectează o celulă canceroasă, aceste tulpini de virus deturnează resursele celulei pentru a se reproduce, ucigând în cele din urmă celula.
Pe măsură ce membrana protectoare a celulei canceroase se rupe în moartea celulară, aceasta îşi eliberează conţinutul, inclusiv progeniturile virale care pot infecta şi ucide celulele canceroase învecinate.
În plus, unele proteine celulare eliberate de celulele infectate pot activa un răspuns imunitar pentru a inhiba şi mai mult creşterea tumorii.
Prin experimentele lor, echipa a observat că infecţia cu tulpini ZIKV-LAV a provocat moartea a 65% până la 90% din celulele tumorale de glioblastom multiform.
În timp ce tulpinile ZIKV-LAV au infectat, de asemenea, între 9% şi 20% din celulele din vasele de sânge din creier, infecţia nu a ucis aceste celule sănătoase.
În schimb, tulpina originală a virusului Zika părinte a ucis până la 50% din celulele sănătoase din creier.
Oamenii de ştiinţă au descoperit, de asemenea, că tulpinile ZIKV-LAV nu au fost capabile să se reproducă bine chiar şi atunci când au reuşit să infecteze celulele sănătoase.
Cantitatea de virus măsurată în celulele sănătoase ale creierului infectate cu ZIKV-LAV a fost de numai 0,36 până la 9 ori mai mare decât înainte de infectare.
În schimb, cantitatea de virus în celulele canceroase din creier infectate cu ZIKV-LAV a fost de 100 până la un miliard de ori mai mare decât înainte de infectare.
Acest lucru ilustrează în continuare faptul că, condiţiile din celulele canceroase sunt semnificativ mai favorabile pentru reproducerea virusului decât în celulele normale.
„De la izbucnirea infecţiilor virale cu virusul Zika în 2016, este de înţeles că a existat o teamă cu privire la natura virusului şi la efectele sale devastatoare. Prin munca noastră, sperăm să prezentăm virusul Zika într-o nouă lumină, subliniind potenţialul său de a distruge celulele canceroase", a declarat profesorul asistent Ann-Marie Chacko din cadrul Programului de cercetare în domeniul cancerului şi al biologiei celulelor stem de la Duke-NUS, autorul principal al lucrării.
Atunci când un virus viu este atenuat, astfel încât să fie sigur şi eficient pentru a lupta împotriva bolilor infecţioase, acesta poate fi benefic pentru sănătatea umană - nu doar ca vaccin, ci şi ca agent puternic de erodare a tumorilor.
Tulpinile de virus viu atenuat au fost dezvoltate iniţial ca vaccin de către grupul profesorului Ooi Eng Eong din cadrul Programului de cercetare a bolilor infecţioase emergente de la Duke-NUS.
Ca un control, tulpinile de virus au fost, de asemenea, testate pe neuroni cerebrali sau pe celule nervoase care au fost cultivate din celule stem umane de către echipa profesorului asistent Alfred Sun de la Programul de cercetare în neuroştiinţe şi tulburări comportamentale din cadrul Duke-NUS.
Acest lucru oferă un instrument de screening fiabil pentru a evalua siguranţa şi eficacitatea utilizării virusului ca terapie în celulele umane.
Grupul de la Duke-NUS îmbunătăţeşte tulpini de virus Zika pentru a le creşte puterea de a distruge nu numai celulele canceroase cerebrale, ci şi alte tipuri de celule canceroase, făcându-le în acelaşi timp mai sigure pentru a fi utilizate la pacienţi.
De asemenea, ei modifică virusul astfel încât să poată fi vizualizat în mod non-invaziv după ce a fost injectat într-un pacient. Acest lucru le va permite medicilor să monitorizeze unde ajunge virusul în pacient şi cât timp este funcţional în tumoră.
În acest scop, grupul analizează posibilitatea de a comercializa tulpinile de virus modificate, atât ca vaccin împotriva Zika, cât şi ca tratament pentru cancerul cerebral şi, eventual, pentru alte tipuri de cancer, cum ar fi cel ovarian.
Aceste abordări s-ar putea traduce într-o zi într-o nouă opţiune de tratament pentru a controla creşterea tumorilor sau chiar, să ofere un tratament pentru cancer, spun cercetătorii de la Duke-NUS.
Neuroni umani în cultură infectaţi cu ZIKV-LAV. Infecţia în roz şi nucleele celulelor în albastru. Credit: Facultatea de medicină Duke-NUS.
Foto articol: De la dreapta, profesorul asistent Ann-Marie Chacko, profesorul asistent Alfred Sun, Dr. Carla Bianca Luena Victorio şi profesorul Ooi Eng Eong, cu o cultură a tulpinilor vaccinului lor împotriva Zika. Credit: Facultatea de medicină Duke-NUS.
