Это модель аденовируса типа 5, который вызывает респираторные инфекции. Катерина Кон / Shutterstock.com

Когда большинство людей думают о слове «вирус», они часто связывают его с инфекциями или заболеваниями. Единственная цель вируса - атаковать и заражать нормальную клетку, использовать ее для репликации и затем убивать. Некоторые примеры включают вирус гриппа и смертельный вирус Эбола.

Однако в последнее время наше понимание вирусов значительно изменилось. Новые исследования раскрывают нюансы различных вирусных инфекций, а другие пытаются выяснить, как использовать функции вирусов-убийц и использовать их в терапевтических целях, таких как лечение рака. До сих пор ученые сетовали, что единственное лекарство от рака глаз у детей ретинобластома это хирургическое удаление пораженного глаза. Теперь, в недавнем отчете, опубликованном в Science Translational Medicine, ученые нашли другой подход к нацеливанию на ретинобластому с использованием более безопасных: уничтожающих рак вирусов.

Это исследование привлекло мое внимание, потому что Я исследователь офтальмологии и визуальных наук и работали над пониманием причин наследственных заболеваний глаз и способов разработки эффективных методов лечения. В моей лаборатории мы исследуем использование модифицированных вирусов в качестве транспортных средств для доставки правильной формы гена в больные клетки глаза. Недавно опубликованное исследование описывает, как мне кажется, подход, меняющий правила игры: использование модифицированного вируса для прямого уничтожения раковых клеток. Стратегия использует естественную способность вируса уничтожать клетки для лечения рака глаз.

Ретинобластома начинается как опухоль в светочувствительной ткани, называемой сетчатка, которая расположена в задней части глаза. Симптомы включают (сверху вниз) лейкокорию, белый цвет глаз при осмотре спереди, косоглазие или косоглазие и покраснение глазного воспаления. Другими частями, изображенными на этой диаграмме, являются роговица, прозрачная структура в передней части глаза, хрусталик и фовеа, область центрального зрения. VectorMine / Shutterstock.com

Ретинобластома-атакующие вирусы

Ретинобластома является распространенным типом рака у детей и основной причиной слепоты у детей. Хотя доставка лекарств и химиотерапия могут принести некоторую пользу, побочные эффекты могут привести к потере зрения при длительном и возможном удалении глаза. Поэтому рассматриваются новые терапевтические стратегии для этого разрушительного заболевания.

Используя знания о том, как клетки ретинобластомы размножаются, чтобы стать злокачественными, команда исследователей во главе с Анхель Монтеро Каркабосо Исследовательский институт Сан-Хуан-де-Де в Барселоне, Испания, генетически модифицировал вирус под названием аденовирус, который распознает и убивает клетки ретинобластомы без вреда для соседних здоровых клеток.

Основной проблемой использования вирусов для терапии является их способность отклоняться от зараженной области. Чтобы вирус не мог повредить здоровые клетки, он был специально разработан для размножения только в клетках ретинобластомы. Команда Carcaboso проверила распределение аденовируса в других частях тела после того, как модифицированный вирус был введен в глаз мышей с ретинобластомой. Они сделали то же самое с молодыми кроликами без опухолей. Его команда обнаружила, что вирус ограничен опухолевыми клетками глаза и обнаружил лишь незначительную и кратковременную утечку в кровоток. Иммунная система мышей тогда, казалось, удаляла вытекший вирус из системы в течение шести недель. Авторы пришли к выводу, что модифицированный аденовирус был достаточно безопасным, чтобы продолжить работу.

Безопасность и эффективность модифицированных аденовирусов

Затем исследователи проанализировали способность модифицированного аденовируса убивать опухолевые клетки ретинобластомы, когда вирус вводили в глаза мышам ретинобластомы. Исследователи сообщили, что инъекция этих вирусов увеличила выживаемость глаза примерно на 40 дней по сравнению с неинъецированным глазом. Другим положительным результатом было то, что вирус не поражал нормальные, здоровые клетки вне опухоли.

Воодушевленные успехом модифицированных вирусов в глазах мыши, авторы проверили их способность уничтожать рак в небольшое клиническое испытание у двух пациентов. Эти пациенты не реагировали на химиотерапию или лучевую терапию, и единственным оставшимся вариантом было удаление глаза, чтобы предотвратить распространение опухоли по всему телу.

В предварительных исследованиях исследователи обнаружили, что модифицированный аденовирус нацелился на опухолевые клетки в глазах пациентов. К сожалению, глаз одного пациента пришлось удалить хирургическим путем, так как он стал мутным и не мог быть исследован исследователями. Когда команда Каркабосо изучила опухоль иссеченного глаза, они обнаружили, что вирус размножается только в больных клетках, а не в более здоровой части глаза. У второго пациента наблюдалось уменьшение размера опухоли и количества больных клеток.

Аналогичный вирусы, убивающие рак ранее были описаны для лечения меланомы, смертельного типа рака кожи. В этом случае модифицированный вирус был введен в меланому, которая убила только зараженные клетки. Фактически это привело к появлению первого препарата, использующего вирус, убивающий рак. одобрено Управлением по контролю за продуктами и лекарствами.

Это молекулярная модель аденовируса, ДНК-вируса, вызывающего респираторные и другие инфекции. Исследователи снимают этот вирус с его болезнетворного потенциала и используют его для лечения болезней. Катерина Кон / Shutterstock.com

Использование свойств вирусов для разработки методов лечения

Исследователи в моей лаборатории изучите, как функционируют вирусы, когда они были изменены, чтобы не убивать клетки, а вместо этого доставлять им нужный груз. Одним из таких применений является доставка правильной формы гена, который является дефектным у пациента с генетическим заболеванием. Одна из проблем использования этих более безопасных модифицированных вирусов для доставки генов заключается в том, что у них есть ограничение на размер гена - около единиц ДНК 4,000 - который они могут переносить в клетку. Мы работаем над решением проблемы доставки генов, которые превышают этот предел и вызывают серьезные заболевания слепоты, такие как пигментный ретинит и Врожденный амавроз Лебера.

Недавно мы обнаружили стратегию создания более коротких форм этих генов, которые вписываются в вирусы. Недавние доклинические исследования в моей лаборатории показали на мышах, что когда наши вирусы доставляют правильную версию гена, который мутирует или отсутствует в чувствительных к свету клетках глаза, мы можем отложить начало слепоты.

Исследование ретинобластомы Каркабозо использует различные свойства вирусов. Я рассматриваю способность вирусов к доставке грузов и уничтожению клеток как две стороны одной медали. Модифицированные вирусы могут доставлять терапевтические препараты или гены, не убивая клетки. Вирусы, убивающие рак, однако, модифицированы, чтобы проникать и убивать определенные клетки.

Я считаю исследования Каркабозо интересными и захватывающими, но они все еще находятся на предварительной стадии. Исследователям необходимо проделать большую работу, чтобы понять, как иммунная система пациента реагирует на введенный аденовирус. В конце концов, наша иммунная система предназначена для поиска и уничтожения вирусов, прежде чем они причинят вред. Размер опухоли ретинобластомы также может быть ограничивающим фактором в благоприятном исходе инъекции. Продолжающиеся клинические испытания предоставят больше информации о безопасности и целебной способности поражающих рак талантов этих микроскопических патогенов.

Об авторе

Хемант Ханна, доцент кафедры офтальмологии, Университет Массачусетса медицинской школы

Эта статья переиздана из Беседа под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.

books_disease