Ученые обнаружили неожиданного союзника в борьбе с раком — вирус, который обычно заражает растение черноглазый горох, известный как коровий горох. Этот вирус, cowpea mosaic virus (CPMV), демонстрирует огромный потенциал в качестве мощной и доступной иммунотерапии против рака. Исследователи наконец-то начинают понимать, в чем секрет его эффективности.

Группа инженеров из Калифорнийского университета в Сан-Диего решила выяснить, почему именно CPMV, в отличие от других растительных вирусов, так хорошо «будит» иммунную систему и заставляет ее атаковать раковые клетки. Когда вирус вводят прямо в опухоль, он совершает двойную атаку. Сначала он привлекает в опухоль клетки врожденного иммунитета — макрофагов, нейтрофилов и натуральных киллеров, которые начинают уничтожать врага. Затем он активирует В- и Т-клетки, которые создают долговременную системную защиту, своего рода иммунную память против рака.

Это значит, что организм не просто справляется с одной опухолью, но и учится находить и уничтожать метастазы в других частях тела.

Подробности опубликованы в издании Cell Biomaterials.

Удивительно, но именно CPMV, а не другие растительные вирусы, вызывает такую сильную противоопухолевую реакцию, — говорит Николь Штейнмец, руководитель исследования.

Энтони Омоле, первый автор работы, добавляет:

Нас особенно поразило, что человеческие иммунные клетки не заражаются CPMV, но контакт с ним переводит их в активное состояние. Это как тренировка: клетки учатся распознавать и уничтожать рак.

Главный вопрос был в том, что же делает этот растительный вирус таким грозным оружием. Чтобы это выяснить, исследователи сравнили CPMV с его близким родственником — вирусом коровьего хлоротичного крапления (CCMV). Они очень похожи по размеру и так же проникают в клетки, но результаты их работы кардинально отличаются.

Ключевые различия между вирусами:

• CPMV заставляет клетки производить интерфероны I, II и III типа — белки с известными противораковыми свойствами.
• CCMV стимулирует выработку другого набора сигнальных молекул (интерлейкинов), которые не приводят к уничтожению опухоли.

Еще одно важное отличие — в судьбе их генетического материала (РНК) внутри наших клеткок. РНК вируса CPMV сохраняется дольше и попадает в специальный клеточный отсек — эндолизосому, где активирует рецептор TLR7. Именно эта активация и запускает мощную противовирусную и, что важнее, противоопухолевую защиту. РНК вируса CCMV до этой точки не доходит.

Преимущества CPMV как иммунотерапии:

• Доступность. Его не нужно синтезировать в дорогих лабораториях. Вирус можно выращивать в растениях коровьего гороха, используя лишь солнечный свет, почву и воду.
• Мощность. Он комплексно активирует как врожденный, так и приобретенный иммунитет.
• Долгосрочный эффект. Он создает стойкую иммунную память против рака.

Сейчас команда активно работает над тем, чтобы вывести свою разработку на стадию клинических испытаний на людях.

Наше исследование прояснило механизм действия CPMV. Мы усердно движемся к следующему этапу, чтобы выбрать самый действенный и безопасный вариант для борьбы с опухолями, — подчеркивает Штейнмец.

Реальная польза этого исследования заключается в создании потенциально нового класса доступных и эффективных противораковых препаратов. Если клинические испытания окажутся успешными, CPMV может стать «народной» иммунотерапией — дешевой в производстве и не требующей сложной инфраструктуры. Это особенно важно для стран с ограниченными ресурсами. Кроме того, понимание точного механизма (активация TLR7) открывает дорогу для создания на его основе еще более совершенных препаратов, возможно, синтетических наночастиц, имитирующих действие вируса, но лишенных каких-либо потенциальных рисков. Это исследование — не просто про один вирус, это ключ к новым принципам активации иммунитета против рака.

Основное критическое замечание заключается в том, что все данные получены в ходе доклинических исследований на моделях мышей и собаках. Переход от животных моделей к человеку всегда сопряжен с высокими рисками неудачи. Иммунная система человека может отреагировать иначе, и пока не ясно, вызовет ли введение растительного вируса в опухоль человека непредсказуемые или чрезмерно сильные иммунные реакции (цитокиновый шторм), которые могут быть опасны сами по себе. Кроме того, долгосрочная безопасность такого метода, особенно потенциальный риск развития аутоиммунных заболеваний из-за постоянной стимуляции иммунитета, требует тщательного и длительного изучения.

Ранее ученые предложили в качестве оружия против рака вирус герпеса.