La risposta immunitaria innescata dal virus vegetale distrugge efficacemente le cellule cancerose

Un virus che infetta comunemente i fagioli dall'occhio nero sta mostrando un enorme potenziale come immunoterapia efficace ed economica contro il cancro. E gli scienziati ne svelano il motivo.

In uno studio pubblicato su Cell Biomaterials, un team guidato da esperti di chimica e nanoingegneria dell'Università della California di San Diego ha esaminato più da vicino il motivo per cui il virus del mosaico del fagiolo dall'occhio (CPMV), a differenza di altri virus vegetali, è particolarmente efficace nell'attivare il sistema immunitario affinché riconosca e distrugga le cellule tumorali.

Lo studio si intitola: "Analisi comparativa dei virus vegetali per lo sviluppo di farmaci immunoterapeutici anticancro" ed è pubblicato sulla rivista Cells Biomaterials.

Effetto antitumorale del CPMV

Negli studi preclinici, il CPMV ha dimostrato una potente attività antitumorale in vari modelli murini e in cani affetti da cancro. Quando somministrato direttamente nei tumori, il CPMV recluta cellule immunitarie innate, come neutrofili, macrofagi e cellule natural killer, nel microambiente tumorale per distruggerle.

Questo attiva i linfociti B e T, creando una memoria immunitaria sistemica e a lungo termine. Questo "riavvio" del sistema immunitario non solo contribuisce a distruggere il tumore bersaglio, ma prepara anche l'organismo a ricercare ed eliminare metastasi in altre parti del corpo.

"È sorprendente che sia il CPMV, e non altri virus delle piante, a innescare una risposta antitumorale", afferma Nicole Steinmetz, titolare della cattedra Leo e Trude Szilard presso la Jacobs School of Engineering e il Dipartimento di ingegneria chimica e nanoingegneria dell'UC San Diego e autrice principale dello studio.

"Questo studio ci fornisce informazioni sul motivo per cui il CPMV funziona in modo così efficace", ha aggiunto il primo autore Anthony Omole, uno studente laureato nel laboratorio di Steinmetz.

"La cosa più entusiasmante è che, nonostante il CPMV non infetti le cellule immunitarie umane, queste rispondono comunque ad esso e vengono riprogrammate in uno stato attivo, che alla fine le addestra a identificare e distruggere le cellule tumorali".

Qual è il segreto del CPMV?

La domanda chiave nel tradurre il CPMV in un trattamento contro il cancro nell'uomo è: cosa rende questo virus vegetale così efficace nella lotta contro il cancro?

Per scoprirlo, Omole, Steinmetz e i loro colleghi del National Nanotechnology Characterization Laboratory del National Cancer Institute (NCI) hanno confrontato il CPMV con il virus del mosaico clorotico del fagiolo dall'occhio (CCMV), un virus vegetale strettamente correlato che non ha attività antitumorale quando iniettato nei tumori.

Entrambi i virus hanno particelle di dimensioni simili e vengono assorbiti dalle cellule immunitarie umane alla stessa velocità. Tuttavia, all'interno della cellula, le reazioni sono diverse.

In che modo il CPMV funziona diversamente?

• Il CPMV stimola gli interferoni di tipo I, II e III, proteine con note proprietà antitumorali.

  "Ciò è particolarmente interessante perché i primi farmaci immunoterapici contro il cancro erano interferoni ricombinanti", ha osservato Omole.

• Il CCMV, d'altro canto, attiva le interleuchine proinfiammatorie, che non portano a un'efficace distruzione del tumore.

Anche all'interno delle cellule dei mammiferi i virus vengono elaborati in modo diverso:

• L'RNA CPMV persiste più a lungo ed entra nell'endolisosoma, dove attiva il recettore toll-like 7 (TLR7), un elemento chiave nell'innesco della risposta immunitaria antivirale e antitumorale;
• L'RNA del CCMV non raggiunge questo punto di attivazione e, di conseguenza, non innesca i meccanismi immunitari necessari.

Vantaggio nella produzione

Un ulteriore vantaggio del CPMV è che può essere un immunoterapeutico a basso costo. A differenza di molti farmaci attuali che richiedono una produzione complessa e costosa, il CPMV può essere coltivato utilizzando l'agricoltura molecolare.

"È possibile coltivarlo nelle piante utilizzando solo luce solare, terra e acqua", ha affermato Omole.

Prossimi passi: sperimentazioni cliniche

Il team sta lavorando per avviare la sperimentazione clinica del CPMV.

"Questo studio fornisce importanti informazioni sul meccanismo d'azione del CPMV. Ci stiamo preparando attivamente per i prossimi passi, al fine di selezionare il candidato più efficace, che offra sia effetto antitumorale che sicurezza", ha affermato Steinmetz.

"È giunto il momento. Siamo pronti a passare dalla ricerca di laboratorio alla sperimentazione clinica."