Ученые из Медицинской школы Duke-NUS разработали новый подход с использованием вируса Зика для уничтожения раковых клеток мозга и подавления роста опухоли, сохраняя при этом здоровые клетки. Используя кандидатов на вакцины против вируса Зика, разработанных в Duke-NUS, команда ученых обнаружила, как эти штаммы воздействуют на быстро пролиферирующие клетки, а не на зрелые клетки, что делает их идеальным вариантом для борьбы с быстрорастущими раковыми клетками во взрослом мозге.
Их результаты, опубликованные в научном журнале Journal of Translational Medicine, потенциально предлагают новую альтернативу лечению пациентов с раком головного мозга, у которых в настоящее время плохой прогноз.
Мультиформная глиобластома является наиболее распространенной злокачественной опухолью головного мозга: ежегодно во всем мире ее диагностируют более чем у 300 000 пациентов. Выживаемость таких пациентов низкая (около 15 месяцев), главным образом из-за высокой частоты рецидивов опухоли и ограниченных возможностей лечения. Для таких пациентов онколитическая виротерапия – или использование сконструированных вирусов для заражения и уничтожения раковых клеток – может решить текущие терапевтические проблемы.
Вирус Зика является одним из таких вариантов на ранней стадии развития. Команда ученых из Duke-NUS использовала штаммы живой аттенуированной вакцины вируса Зика (ZIKV-LAV), которые представляют собой «ослабленные» вирусы с ограниченной способностью инфицировать здоровые клетки, но все же способные быстро расти и распространяться в опухолевой массе.
«Мы выбрали вирус Зика, потому что он естественным образом заражает быстро размножающиеся клетки головного мозга, позволяя нам достичь раковых клеток, на которые традиционно трудно воздействовать. Наши штаммы ZIKV-LAV также воспроизводят себя в раковых клетках головного мозга, что делает их живой терапией, которая может атаковать соседние больные клетки», — сказала доктор Карла Бьянка Луэна Викторио (Carla Bianca Luena Victorio), первый автор исследования и старший научный сотрудник Программы исследований биологии рака и стволовых клеток в Duke-NUS.
Доктор Викторио и ее команда определили, что штаммы ZIKV-LAV очень эффективны при заражении раковых клеток, поскольку эти вирусы связываются с белками, которые в больших количествах присутствуют только в раковых клетках, а не в здоровых клетках. При заражении раковой клетки эти штаммы вируса захватывают ресурсы клетки для размножения, в конечном итоге убивая клетку.
Поскольку защитная мембрана раковой клетки разрывается после смерти, она высвобождает свое содержимое, включая потомство вируса, которое может заразить и убить соседние раковые клетки. Кроме того, некоторые клеточные белки, высвобождаемые из инфицированных клеток, могут активировать иммунный ответ и дополнительно подавлять рост опухоли.
В ходе своих экспериментов ученые заметили, что заражение штаммами ZIKV-LAV приводило к гибели от 65% до 90% клеток мультиформной опухоли глиобластомы. Хотя штаммы ZIKV-LAV также инфицировали от 9% до 20% клеток кровеносных сосудов головного мозга, инфекция не убивала эти здоровые клетки. Напротив, исходный родительский штамм вируса Зика убил до 50% здоровых клеток мозга.
Исследователи также обнаружили, что штаммы ZIKV-LAV не могли хорошо размножаться, даже если им удавалось заразить здоровые клетки. Количество вируса, измеренное в здоровых клетках головного мозга, инфицированных ZIKV-LAV, было всего от 0,36 до 9 раз выше, чем до заражения. Напротив, количество вируса в клетках рака головного мозга, инфицированных ZIKV-LAV, было от 100 до миллиарда раз выше, чем до заражения. Это также показывает, что условия в раковых клетках значительно более благоприятны для размножения вируса, чем в нормальных клетках.
«По понятным причинам, после вспышки вируса Зика в 2016 году возникли опасения по поводу природы вируса и его разрушительных последствий. Благодаря нашей работе мы надеемся представить вирус Зика в новом свете, подчеркнув его способность убивать раковые клетки. Когда живой вирус ослаблен и становится безопасным и эффективным для борьбы с инфекционными заболеваниями, он может быть полезен для здоровья человека — не только как вакцина, но и как мощное средство, уничтожающее опухоли», — сказала старший автор исследования Анн-Мари Чако (Ann-Marie Chacko).
Группа Чако совершенствует эти и другие штаммы вируса Зика, чтобы повысить их эффективность в уничтожении не только раковых клеток мозга, но и других типов раковых клеток, одновременно делая их более безопасными для использования у пациентов, а также модифицируют вирус, чтобы его можно было визуализировать неинвазивно после проведения инъекции пациенту. Это позволит врачам следить за тем, куда вирус проникает и как долго он функционирует в опухоли.
С этой целью ученые изучает возможность коммерциализации своих штаммов вируса как в качестве вакцины против вируса Зика, так и в качестве лечения рака мозга и, возможно, других видов рака, таких как рак яичников.
Профессор Патрик Тан (Patrick Tan), старший заместитель декана по исследованиям в Duke-NUS, сказал: «Это блестящий пример того, как объединяются различные исследовательские программы, чтобы использовать свой разнообразный опыт для продвижения медицинских знаний и улучшения жизни пациентов. Ценная информация может однажды превратиться в новый вариант лечения, позволяющий контролировать рост опухоли или даже предложить лекарственное средство от рака».
Литература:
Carla Bianca Luena Victorio et al, Repurposing of Zika virus live-attenuated vaccine (ZIKV-LAV) strains as oncolytic viruses targeting human glioblastoma multiforme cells, Journal of Translational Medicine (2024). DOI: 10.1186/s12967-024-04930-4
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
