Behandeling met plantenvirussen met nanodeeltjes is veelbelovend in de strijd tegen uitgezaaide kankers bij muizen

Een experimentele behandeling op basis van een plantenvirus is effectief in het beschermen tegen een breed scala aan metastatische kankers bij muizen, blijkt uit een nieuwe studie van de Universiteit van Californië in San Diego.

De behandeling, bestaande uit nanodeeltjes gemaakt van het cowpea-mozaïekvirus – een virus dat erwtenplanten met zwarte ogen infecteert – toonde opmerkelijk succes bij het verbeteren van de overlevingskansen en het onderdrukken van de groei van metastatische tumoren in verschillende kankermodellen, waaronder colon-, eierstok-, melanoom- en borsttumoren. kanker. Soortgelijke resultaten werden ook waargenomen toen de behandeling werd toegediend aan muizen waarvan de tumoren operatief waren verwijderd.

De bevindingen zijn onlangs gepubliceerd in Geavanceerde wetenschap.

De nieuwe studie bouwt voort op eerder onderzoek door het laboratorium van Nicole Steinmetz, hoogleraar nano-engineering, directeur van het Center for Nano-ImmunoEngineering en mededirecteur van het Center for Engineering in Cancer, allemaal aan de UC San Diego. Steinmetz en collega’s hebben nanodeeltjes van het cowpea-mozaïekvirus gebruikt om het immuunsysteem te activeren om kanker te bestrijden en te voorkomen dat het zich verspreidt en terugkeert.

In vroege onderzoeken bestond de aanpak uit het rechtstreeks injecteren van nanodeeltjes van het plantenvirus in tumoren om een ​​immuunrespons te stimuleren. Hoewel het virus bij zoogdieren niet besmettelijk is, herkennen de immuuncellen van het lichaam het nog steeds als lichaamsvreemd, waardoor een robuuste immuunreactie tegen de bestaande tumor en eventuele toekomstige tumoren ontstaat.

Nu laten Steinmetz en haar team zien dat de nanodeeltjes van het plantenvirus niet rechtstreeks in tumoren hoeven te worden geïnjecteerd om effectief te zijn. Het toedienen van de nanodeeltjes verbeterde systematisch de overlevingskansen en remde de uitzaaiing bij verschillende soorten kanker.

“Hier behandelen we geen gevestigde tumoren of metastatische ziekten; we voorkomen dat ze zich vormen. We bieden een systemische behandeling om het immuunsysteem van het lichaam wakker te maken en de ziekte te elimineren voordat er zich zelfs maar uitzaaiingen vormen en bezinken”, aldus Steinmetz.

Om de nanodeeltjes te maken, kweekten de onderzoekers erwtenplanten met zwarte ogen in het laboratorium en infecteerden ze met het cowpea-mozaïekvirus. Miljoenen exemplaren van het virus werden gekweekt en geoogst in de vorm van bolvormige nanodeeltjes, die geen verdere aanpassingen vereisten voordat ze in experimenten konden worden gebruikt. “De krachtige nanodeeltjes uit de natuur, zoals geproduceerd in erwtenplanten met zwarte ogen”, zegt Steinmetz.

De onderzoekers testten de werkzaamheid van de behandeling in muismodellen van colon-, eierstok-, melanoom- en borstkanker. Muizen geïnjecteerd met nanodeeltjes van het cowpea-mozaïekvirus – en vervolgens een week later uitgezaaid met uitgezaaide tumoren – vertoonden verbeterde overlevingspercentages en verminderde tumorgroei vergeleken met onbehandelde muizen. Zelfs toen ze een maand later werden uitgedaagd met nieuwe tumoren, vertoonden de behandelde muizen vergelijkbare resultaten.

De onderzoekers zijn vooral enthousiast over de effectiviteit van de behandeling na de operatie. In een andere reeks experimenten resulteerde het toedienen van de nanodeeltjes na chirurgische verwijdering van tumoren in verbeterde overlevingskansen en verminderde tumorhergroei bij muizen.

“Zelfs als je een operatie uitvoert om de tumoren te verwijderen, is geen enkele operatie perfect en is er uitzaaiing als er geen aanvullende behandeling wordt gegeven”, aldus Steinmetz.

“Hier gebruiken we onze nanodeeltjes van het plantenvirus na een operatie om het immuunsysteem te versterken, eventuele resterende ziekten af ​​te weren en te voorkomen dat circulerende tumorcellen metastatisch zaaien. We ontdekten dat het heel, heel goed werkt.”

Het doel is om zich klaar te maken voor klinische onderzoeken. Naarmate het onderzoek vordert, zal het team veiligheidsstudies uitvoeren en de werkzaamheid van de behandeling onderzoeken bij gezelschapsdieren met kanker. Toekomstige studies zullen zich ook richten op het begrijpen van de mechanismen die ten grondslag liggen aan de immuunversterkende eigenschappen van nanodeeltjes van het cowpea-mozaïekvirus.