Questo è un modello dell'adenovirus di tipo 5 che causa infezioni respiratorie. Kateryna Kon / Shutterstock.com

Quando la maggior parte delle persone pensa alla parola "virus", spesso la mette in relazione con infezioni o malattie. L'unico scopo di un virus è attaccare e infettare una cellula normale, usarla per replicarsi e quindi ucciderla. Alcuni esempi includono il virus dell'influenza e il mortale virus Ebola.

In tempi recenti, tuttavia, la nostra comprensione dei virus si è evoluta drasticamente. Nuovi studi stanno rivelando le sfumature di varie infezioni virali e altri stanno cercando di capire come sfruttare le funzioni killer dei virus e usarle a scopi terapeutici, come il trattamento del cancro. Fino ad ora, gli scienziati hanno lamentato che l'unica cura per il tumore all'occhio infantile retinoblastoma è la rimozione chirurgica dell'occhio interessato. Ora, in un recente rapporto pubblicato su Science Translational Medicine, gli scienziati hanno trovato un altro approccio per colpire il retinoblastoma usando virus più sicuri: uccidere il cancro.

Questo studio ha attirato la mia attenzione perché Sono un ricercatore di oftalmologia e scienze visive e ho lavorato sulla comprensione delle cause delle malattie ereditarie dell'occhio e su come progettare trattamenti efficaci. Nel mio laboratorio stiamo esplorando l'utilizzo di virus modificati come veicoli per fornire la forma corretta di un gene nelle cellule malate dell'occhio. Lo studio recentemente pubblicato descrive ciò che credo sia un approccio rivoluzionario: l'uso di un virus modificato per uccidere direttamente le cellule tumorali. La strategia sfrutta la naturale capacità di uccidere le cellule di un virus nel trattamento del cancro agli occhi.

Il retinoblastoma inizia come un tumore nel tessuto sensibile alla luce chiamato retina, che si trova nella parte posteriore dell'occhio. I sintomi includono leucocoria (dall'alto verso il basso), colore bianco nell'occhio se osservato di fronte, strabismo o occhi incrociati, arrossamento e infiammazione oculare. Altre parti rappresentate in questo diagramma sono la cornea, una struttura trasparente nella parte anteriore dell'occhio, la lente e la fovea, la regione della visione centrale. VectorMine / Shutterstock.com

Virus che attaccano il retinoblastoma

Il retinoblastoma è un tipo comune di cancro infantile e una delle principali cause di cecità nei bambini. Sebbene la consegna del farmaco e la chemioterapia possano fornire alcuni benefici, gli effetti collaterali possono portare alla perdita della vista nella rimozione a lungo termine ed eventuale dell'occhio. Nuove strategie terapeutiche vengono quindi prese in considerazione per questa malattia devastante.

Utilizzando la conoscenza di come le cellule del retinoblastoma si moltiplicano per diventare cancerose, un team di ricercatori guidato da Angelo Montero Carcaboso dell'Istituto di ricerca Sant Joan de Déu di Barcellona, ​​in Spagna, ha modificato geneticamente un virus chiamato adenovirus che riconosce e uccide le cellule del retinoblastoma senza danneggiare le cellule più sane vicine.

Una delle maggiori preoccupazioni nell'uso dei virus per la terapia è la loro capacità di allontanarsi dall'area infetta. Per assicurarsi che il virus non potesse danneggiare le cellule sane, è stato specificamente progettato per riprodursi solo nelle cellule del retinoblastoma. Il team di Carcaboso ha testato la distribuzione dell'adenovirus in altre parti del corpo dopo che il virus modificato era stato iniettato nell'occhio di topi retinoblastoma. Hanno fatto la stessa cosa nei giovani conigli senza tumori. Il suo team ha scoperto che il virus era confinato alle cellule tumorali dell'occhio e mostrava solo una leggera perdita a breve termine nel flusso sanguigno. Il sistema immunitario dei topi sembrava quindi eliminare il virus fuoriuscito dal sistema entro sei settimane. Gli autori hanno dedotto che l'adenovirus modificato era abbastanza sicuro da procedere ulteriormente.

Sicurezza ed efficacia degli adenovirus modificati

I ricercatori hanno quindi analizzato la capacità dell'adenovirus modificato di uccidere le cellule tumorali del retinoblastoma quando il virus è stato iniettato negli occhi dei topi del retinoblastoma. I ricercatori hanno riferito che l'iniezione di questi virus ha aumentato la sopravvivenza dell'occhio di circa 40 giorni rispetto all'occhio non iniettato. Un'altra scoperta positiva è stata che il virus non ha attaccato le cellule normali e sane al di fuori del tumore.

Incoraggiati dal successo dei virus modificati negli occhi del topo, gli autori hanno testato la loro capacità di uccidere il cancro una piccola sperimentazione clinica in due pazienti. Questi pazienti non avevano risposto alla chemioterapia o alla radioterapia e l'unica opzione rimanente era la rimozione dell'occhio per prevenire la diffusione del tumore in tutto il corpo.

Negli studi preliminari, i ricercatori hanno scoperto che l'adenovirus modificato colpiva le cellule tumorali negli occhi dei pazienti. Sfortunatamente, l'occhio di un paziente ha dovuto essere rimosso chirurgicamente poiché è diventato nuvoloso e non è stato possibile esaminarlo dai ricercatori. Quando il team di Carcaboso ha studiato il tumore dell'occhio asportato, hanno scoperto che il virus si stava riproducendo solo nelle cellule malate e non nella parte più sana dell'occhio. Nel secondo paziente, sembrava esserci una riduzione delle dimensioni del tumore e del numero di cellule malate.

Simile virus che uccidono il cancro sono stati precedentemente descritti per trattare il melanoma, un tipo mortale di cancro della pelle. In questo caso, il virus modificato è stato iniettato nel melanoma, che ha ucciso solo le cellule infette. In realtà, questo ha portato al primo farmaco che utilizzava un virus che uccide il cancro approvato dalla Food and Drug Administration.

Questo è un modello molecolare di adenovirus, un virus del DNA che causa infezioni respiratorie e altre. I ricercatori stanno rimuovendo questo virus dal suo potenziale che causa la malattia e lo usano per curare la malattia. Kateryna Kon / Shutterstock.com

Utilizzo delle proprietà dei virus per sviluppare trattamenti

I ricercatori nel mio laboratorio studiare come funzionano i virus quando sono stati modificati per non uccidere le cellule, ma invece consegnare loro il carico corretto. Una di queste applicazioni è la consegna della forma corretta di un gene che è difettoso in un paziente con un disturbo genetico. Uno dei problemi con l'uso di questi virus modificati più sicuri per rilasciare i geni è che hanno un limite alle dimensioni del gene - circa le unità 4,000 del DNA - che possono trasportare in una cellula. Lavoriamo per affrontare il problema del rilascio di geni che superano questo limite e causano gravi patologie alla cecità retinite pigmentosa e Amaurosi congenita di Leber.

Recentemente abbiamo scoperto una strategia per rendere più brevi le forme di questi geni che si adattano ai virus. Recenti studi preclinici nel mio laboratorio hanno dimostrato nei topi che quando i nostri virus forniscono la versione corretta di un gene, che è mutato o mancante nelle cellule sensibili alla luce dell'occhio, possiamo ritardare l'inizio della cecità.

La ricerca sul retinoblastoma di Carcaboso sfrutta una diversa proprietà dei virus. Vedo le capacità di consegna dei carichi e di uccisione cellulare dei virus come due facce della stessa medaglia. I virus modificati possono fornire farmaci o geni terapeutici senza uccidere la cellula. I virus che uccidono il cancro, tuttavia, vengono modificati per entrare e uccidere cellule specifiche.

Trovo gli studi di Carcaboso interessanti ed eccitanti, ma sono ancora in una fase preliminare. I ricercatori devono fare più lavoro per capire come il sistema immunitario di un paziente risponde all'adenovirus iniettato. Dopotutto, il nostro sistema immunitario è progettato per cercare e distruggere i virus prima che possano causare danni. La dimensione del tumore del retinoblastoma potrebbe anche essere un fattore limitante nel risultato favorevole dell'iniezione. Gli studi clinici in corso forniranno ulteriori informazioni sulla sicurezza e sulla capacità di guarigione dei talenti che uccidono il cancro di questi patogeni microscopici.

Circa l'autore

Hemant Khanna, professore associato di oftalmologia, Scuola medica dell'Università del Massachusetts

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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