Naukowcy odkryli, że rozprzestrzeniający się przez komary wirus Zika znany ze swoich powiązań z uszkodzeniem mózgu u dzieci urodzonych przez zakażone matki może potencjalnie atakować i niszczyć raka mózgu.
Nowe badania ujawniły, że wirus Zika włamuje się do komórek mózgu za pomocą specjalnego klucza molekularnego, a naukowcy sądzą, że wirus można zmodyfikować tak, aby infekował tylko komórki raka mózgu, pozostawiając zdrowe komórki bez szwanku.
Glejak agresywny raka mózgu często sprzeciwia się standardowemu leczeniu raka, ponieważ choroba przekształca normalne komórki mózgowe w komórki macierzyste. Podczas gdy typowe neurony przestają się dzielić po tylu replikacjach, komórki macierzyste mogą się rozmnażać w nieskończoność i wyhodować zupełnie nowy guz z zaledwie kilku komórek. Pacjenci zwykle przeżywają mniej niż 20 miesięcy po zdiagnozowaniu glejaka; nawet jeśli raka można zmusić do remisji, guzy zwykle odrastają i odbierają życie pacjentowi w ciągu 12 miesięcy.
Jednak tam, gdzie standardowe leczenie zawodzi, wirus Zika może zaoferować nową strategię zniszczenia śmiertelnej choroby, zgodnie z parą badań opublikowanych 16 stycznia w czasopismach Cell Reports i Cell Stem Cell.
„Chociaż prawdopodobnie potrzebowalibyśmy zmodyfikować normalnego wirusa Zika, aby bezpieczniej leczyć guzy mózgu, możemy również być w stanie wykorzystać mechanizmy, które wirus wykorzystuje do niszczenia komórek, aby poprawić sposób leczenia glejaka”, starszy autor Dr Jeremy Rich, dyrektor neuroonkologii i Brain Tumor Institute w UC San Diego Health, powiedział w oświadczeniu. (Rich i jego koledzy są autorem papieru Cell Stem Cell).
Kiedy wirus Zika infekuje rozwijające się płody, wirus hamuje rozwój mózgu, atakując neuronalne komórki macierzyste i hamując ich proliferację. Rich i jego współautorzy zastanawiali się, czy strategia wirusa może być kooptowana w celu zmniejszenia guzów mózgu. W badaniu z 2017 r. Opublikowanym w czasopiśmie Journal of Experimental Medicine zespół przetestował swoją teorię i stwierdził, że wirus Zika faktycznie woli infekować komórki macierzyste glejaka niż normalne komórki mózgowe - przynajmniej na płytkach Petriego i mysich modelach choroby. Powód tej preferencji pozostawał tajemnicą do tej pory.
Aby dowiedzieć się, w jaki sposób Zika narusza błony komórek rakowych, zespół przeskanował powierzchnię wirusa w poszukiwaniu integryn - receptorów, które wirusy często wykorzystują do zaczepiania się o komórki ofiary i wślizgują się do środka. Po zidentyfikowaniu różnych integryn na powierzchni wirusa, naukowcy zablokowali następnie każdą z białek. Następnie uwolnili zmodyfikowanego wirusa na płytkę laboratoryjną zawierającą mieszankę normalnych komórek macierzystych mózgu i komórek rakowych. Jeśli konkretna integryna pomogła Zika włamać się do komórek mózgu, zablokowanie receptora powinno zatrzymać zakaźnego wirusa na jego śladach.
Dzięki próbom i błędom zespół dowiedział się, że integryna o nazwie αvβ5 służy jako klucz, który wpuszcza Zikę do komórek mózgu.
„Kiedy zablokowaliśmy inne integriny, nie było różnicy”, powiedział Rich. „Ale w przypadku αvβ5 blokowanie go przeciwciałem prawie całkowicie blokowało zdolność wirusa do infekowania komórek macierzystych raka mózgu i normalnych komórek macierzystych mózgu”.
Według badań αvβ5 składa się z dwóch połówek: αv i β5. Pierwsza połowa pojawia się w obfitości w komórkach macierzystych mózgu, co może pomóc wyjaśnić, w jaki sposób wirus atakuje zarówno zdrowe, jak i rakowe komórki macierzyste mózgu. Jednak druga połowa pojawia się głównie na komórkach rakowych i sprawia, że guzy stają się bardziej agresywne, biorąc pod uwagę, jak szybko mogą się rozprzestrzeniać.
Z tego powodu glejaki mogą być bardziej podatne na infekcję Zika niż normalne komórki macierzyste mózgu. Zespół potwierdził ten pomysł, wstrzykując Zikę do organoidów ludzkiego mózgu - maleńkich modeli ludzkiego mózgu wyhodowanych na płytce laboratoryjnej. W mini-mózgu wirus niezawodnie infekował komórki rakowe częściej niż zdrowe komórki. Ale bez nienaruszonego receptora αvβ5 wirus w ogóle nie mógł zainfekować komórek.
Drugie badanie, opublikowane w Cell Reports, potwierdziło również, że αvβ5 zapewnia Zika jego zdolność niszczenia raka.
Korzystając z techniki edycji genów CRISPR, naukowcy wybiórczo usunęli określone geny z komórek macierzystych glejaka i wystawili każdy zmutowany nowotwór na wirusa Zika. Kiedy usunęli gen zawierający instrukcje budowania αvβ5, Zika nie był już w stanie złapać komórek rakowych. Odkrycie „miało doskonały sens”, ponieważ αvβ5 pojawia się w tak dużych ilościach w neuronalnych komórkach macierzystych, głównym celu wirusa, starszy autor Tariq Rana, profesor i szef Wydziału Genetyki w Departamencie Pediatrii w UC San Diego School of Medicine i Moores Cancer Center, powiedział w oświadczeniu.
Mając świadomość, że αvβ5 może być słabym punktem w agresywnych glejakach, naukowcy dążą teraz do genetycznej modyfikacji wirusa Zika, aby atakował raka, oszczędzając zdrowe komórki.
Inne śmiertelne wirusy mogą również służyć jako broń przeciwko rakowi mózgu. W badaniu opublikowanym w 2018 r. W The New England Journal of Medicine badacze leczili pacjentów z glejakiem genetycznie zmodyfikowanym wirusem polio i stwierdzili, że ponad 20% pozostało przy życiu trzy lata później, w porównaniu z 4 procentami pacjentów, którzy otrzymali standardowe leczenie, Live Nauka podana w tym czasie. Ponieważ dziedzina wirusoterapii stale rośnie, niegdyś śmiertelne choroby mogą okazać się potężną bronią w walce z rakiem.
