De schillen van een algemeen plantenvirus, ingeademd in een longtumor of geïnjecteerd in de eierstokken, colon- of borsttumoren, activeerde niet alleen het immuunsysteem bij muizen om de tumoren uit te roeien, maar bood systemische bescherming tegen metastasen, onderzoekers van Case Western Reserve University en Dartmouth University rapporteren.

De wetenschappers testten een 100 jaar oud idee genaamd in-situ vaccinatie. Het idee is om iets in een tumor te stoppen en de omgeving te verstoren die het immuunsysteem onderdrukt, waardoor het natuurlijke afweersysteem de maligniteit kan aanvallen.

Dat iets - de harde coating van het cowpea-mozaïekvirus - veroorzaakte geen waarneembare bijwerkingen, die een veelvoorkomend probleem zijn bij traditionele therapieën en sommige immuuntherapieën.

Het onderzoek van het team is gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Nanotechnologie .

"De op het cowpeavirus gebaseerde nanodeeltjes werken als een schakelaar die het immuunsysteem aanzet om de tumor te herkennen en te bestrijden - en om het te onthouden, " zei Nicole Steinmetz, een assistent-professor biomedische technologie bij Case Western Reserve, benoemd door de Case Western Reserve School of Medicine.

"De deeltjes zijn schokkend krachtig, " zei Steven Fiering, hoogleraar microbiologie en immunologie aan de Dartmouth Geisel School of Medicine. "Ze zijn gemakkelijk te maken en hoeven geen antigenen te dragen, drugs of andere immunostimulerende middelen op hun oppervlak of binnenin."

De professoren bestudeerden de nanodeeltjes met Pat Lizotte van Dartmouth, een promovendus moleculaire en celbiologie; Mee Rie Sheen, een postdoctoraal onderzoeker; en Pakdee Rojanasopondist, een niet-gegradueerde student; en Amy Wen van Case Western Reserve, een promovendus biomedische technologie.

Nog een foto maken

Men denkt dat het vermogen van het immuunsysteem om abnormale cellen te detecteren en te vernietigen veel kankers, volgens het National Cancer Institute. Maar wanneer tumoren zich beginnen te ontwikkelen, ze kunnen het systeem afsluiten, waardoor tumoren kunnen groeien en zich kunnen verspreiden.

Om de immuunafweer te herstarten, de wetenschappers gebruikten de tumor zelf alsof het het antigeen in een vaccin was - dat wil zeggen, het doelwit voor antilichamen die door het immuunsysteem worden geproduceerd.

De schaal van het cowpeavirus, met de infectieuze componenten verwijderd, fungeert als het adjuvans - een stof die antigeenspecifieke immuunresponsen triggert en kan versterken of verlengen.

Het proces en de resultaten

De onderzoekers schakelden eerst het immuunsysteem in muizen in om B16F10-longmelanoom of huidmelanoom aan te vallen, waardoor de muizen tumorvrij blijven. Toen de behandelde muizen later werden geïnjecteerd met B16F10 huidmelanoom (om de genezen muizen opnieuw uit te dagen), vier van de vijf muizen waren al snel kankervrij en één had een langzaam groeiende tumor.

De nanodeeltjes bleken effectief tegen eierstok-, borst- en colontumormodellen. De meeste tumoren verslechterden vanuit het centrum en stortten in. De systemische respons verhinderde of viel gemetastaseerde ziekte aan, wat de dodelijkste vorm van kanker is.

"Je krijgt voordelen tegen ziekten waarvan je niet eens weet dat ze er zijn, ' zei Fiering.

"Omdat alles wat we doen lokaal is, de bijwerkingen zijn beperkt, " ondanks de kracht en omvang van de immuunrespons, zei Fiering. Er werd geen toxiciteit gevonden.

Harde bijwerkingen, zoals vermoeidheid, pijn, griepachtige symptomen en meer komen vaak voor bij chemo- en bestralingstherapieën en bij sommige immunostimulerende medicijnen.

De onderzoekers proberen nu te begrijpen hoe de virusschil het immuunsysteem stimuleert.

"Het is niet cytotoxisch, er is geen RNA bij betrokken of lipopolysachariden die als adjuvantia kunnen worden gebruikt, en het is niet alleen irriterend, "zei Steinmetz. "We zien een specifieke immuunrespons."

In tegenstelling tot de meeste andere adjuvantia, Fiering zei, de virusschillen stimuleren neutrofielen, een soort witte bloedcel. Welke rol die speelt, is nog niet bekend.

De onderzoekers zoeken subsidies om te onderzoeken of de fysieke eigenschappen van de schaal of iets virusspecifieks de immuunrespons veroorzaken. Ze zoeken ook subsidies om de therapie te testen in diermodellen die een immuunsysteem hebben dat dichter bij de mens staat.

Als de virusomhulling effectief blijft, de onderzoekers denken dat het uiteindelijk kan worden gebruikt in combinatie met andere therapieën die zijn afgestemd op individuele patiënten.