Αυτό είναι ένα μοντέλο του αδενοϊού τύπου 5 που προκαλεί λοιμώξεις του αναπνευστικού. Kateryna Kon / Shutterstock.com

Όταν οι περισσότεροι άνθρωποι σκέφτονται τη λέξη «ιός», συχνά τη συσχετίζουν με λοιμώξεις ή ασθένειες. Ο μοναδικός σκοπός ενός ιού είναι να επιτεθεί και να μολύνει ένα φυσιολογικό κύτταρο, να το χρησιμοποιήσει για να αναπαραχθεί και στη συνέχεια να το σκοτώσει. Μερικά παραδείγματα περιλαμβάνουν το ιός της γρίπης και το θανατηφόρο Ιός Ebola.

Τον τελευταίο καιρό, ωστόσο, η κατανόησή μας για τους ιούς έχει εξελιχθεί δραστικά. Νέες μελέτες αποκαλύπτουν τις αποχρώσεις διαφόρων ιογενών λοιμώξεων και άλλες προσπαθούν να ανακαλύψουν πώς να αξιοποιήσουν τις δολοφονικές λειτουργίες των ιών και να τις χρησιμοποιήσουν για θεραπευτικούς σκοπούς, όπως η θεραπεία του καρκίνου. Μέχρι τώρα, οι επιστήμονες θρηνούσαν ότι η μόνη θεραπεία για τον παιδικό καρκίνο του ματιού ρετινοβλάστωμα είναι η χειρουργική αφαίρεση του προσβεβλημένου οφθαλμού. Τώρα, σε μια πρόσφατη έκθεση που δημοσιεύτηκε στο Science Translational Medicine, οι επιστήμονες βρήκαν μια άλλη προσέγγιση για τη στόχευση του αμφιβληστροειδούς βλαστώματος χρησιμοποιώντας πιο ασφαλείς: ιούς που σκοτώνουν τον καρκίνο.

Αυτή η μελέτη τράβηξε την προσοχή μου γιατί Είμαι ερευνήτρια οφθαλμολογίας και οπτικών επιστημών και έχουν εργαστεί για την κατανόηση των αιτιών των κληρονομικών οφθαλμικών ασθενειών και πώς να σχεδιάσουν αποτελεσματικές θεραπείες. Στο εργαστήριό μου εξερευνούμε τη χρήση τροποποιημένων ιών ως οχημάτων για να παραδώσουμε τη σωστή μορφή ενός γονιδίου στα άρρωστα κύτταρα του ματιού. Η πρόσφατα δημοσιευμένη μελέτη περιγράφει, αυτό που πιστεύω ότι είναι μια προσέγγιση που αλλάζει το παιχνίδι: τη χρήση ενός τροποποιημένου ιού για την άμεση εξόντωση των καρκινικών κυττάρων. Η στρατηγική αξιοποιεί τη φυσική ικανότητα θανάτωσης κυττάρων ενός ιού για τη θεραπεία του καρκίνου των ματιών.

Το ρετινοβλάστωμα ξεκινά ως όγκος στον ιστό που ανιχνεύει το φως που ονομάζεται αμφιβληστροειδής, ο οποίος βρίσκεται στο πίσω μέρος του ματιού. Τα συμπτώματα περιλαμβάνουν (από πάνω προς τα κάτω) λευκοκορία, λευκό χρώμα στο μάτι όταν παρατηρείται από μπροστά, στραβισμός ή σταυρομάτια και ερυθρότητα, οφθαλμική φλεγμονή. Άλλα μέρη που απεικονίζονται σε αυτό το διάγραμμα είναι ο κερατοειδής, μια διαφανής δομή στο μπροστινό μέρος του ματιού, ο φακός και το βοθρίο, η περιοχή της κεντρικής όρασης. VectorMine / Shutterstock.com

Ιοί που επιτίθενται στο αμφιβληστροειδοβλάστωμα

Το ρετινοβλάστωμα είναι ένας κοινός τύπος παιδικού καρκίνου και η κύρια αιτία τύφλωσης στα παιδιά. Αν και η χορήγηση φαρμάκων και η χημειοθεραπεία μπορούν να προσφέρουν κάποιο όφελος, οι παρενέργειες μπορεί να οδηγήσουν σε απώλεια όρασης στη μακροπρόθεσμη και τελική αφαίρεση του ματιού. Ως εκ τούτου, εξετάζονται νέες θεραπευτικές στρατηγικές για αυτήν την καταστροφική ασθένεια.

Χρησιμοποιώντας τη γνώση του τρόπου με τον οποίο τα κύτταρα του αμφιβληστροειδούς βλαστώματος πολλαπλασιάζονται για να γίνουν καρκινικά, μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον Ángel Montero Carcaboso του Ερευνητικού Ινστιτούτου Sant Joan de Déu στη Βαρκελώνη της Ισπανίας, τροποποίησε γενετικά έναν ιό που ονομάζεται αδενοϊός που αναγνωρίζει και σκοτώνει τα κύτταρα του αμφιβληστροειδοβλαστώματος χωρίς να βλάπτουν τα γειτονικά υγιέστερα κύτταρα.

Ένα σημαντικό πρόβλημα με τη χρήση ιών για θεραπεία είναι η ικανότητά τους να απομακρυνθούν από τη μολυσμένη περιοχή. Για να διασφαλιστεί ότι ο ιός δεν θα μπορούσε να βλάψει τα υγιή κύτταρα, κατασκευάστηκε ειδικά για να αναπαράγεται μόνο στα κύτταρα του αμφιβληστροειδοβλαστώματος. Η ομάδα του Carcaboso εξέτασε την κατανομή του αδενοϊού σε άλλα μέρη του σώματος μετά την ένεση του τροποποιημένου ιού στο μάτι ποντικών με ρητινοβλάστωμα. Έκαναν το ίδιο πράγμα σε νεαρά κουνέλια χωρίς όγκους. Η ομάδα του ανακάλυψε ότι ο ιός περιοριζόταν στα καρκινικά κύτταρα του ματιού και έδειξε μόνο μικρή και βραχυπρόθεσμη διαρροή στην κυκλοφορία του αίματος. Το ανοσοποιητικό σύστημα των ποντικών στη συνέχεια φάνηκε να καθαρίζει τον ιό που διέρρευσε από το σύστημα μέσα σε έξι εβδομάδες. Οι συγγραφείς συμπέραναν ότι ο τροποποιημένος αδενοϊός ήταν αρκετά ασφαλής για να προχωρήσει περαιτέρω.

Ασφάλεια και αποτελεσματικότητα των τροποποιημένων αδενοϊών

Οι ερευνητές στη συνέχεια ανέλυσαν την ικανότητα του τροποποιημένου αδενοϊού να σκοτώνει τα κύτταρα όγκου του αμφιβληστροειδοβλαστώματος όταν ο ιός εγχύθηκε στα μάτια των ποντικών με ρητινοβλάστωμα. Οι ερευνητές ανέφεραν ότι η ένεση αυτών των ιών αύξησε την επιβίωση του οφθαλμού κατά περίπου 40 ημέρες σε σύγκριση με το μάτι χωρίς ένεση. Ένα άλλο θετικό εύρημα ήταν ότι ο ιός δεν επιτέθηκε σε φυσιολογικά, υγιή κύτταρα έξω από τον όγκο.

Ενθαρρυμένοι από την επιτυχία των τροποποιημένων ιών στα μάτια του ποντικιού, οι συγγραφείς δοκίμασαν την ικανότητά τους να σκοτώνουν τον καρκίνο σε μια μικρή κλινική δοκιμή σε δύο ασθενείς. Αυτοί οι ασθενείς δεν είχαν ανταποκριθεί στη χημειοθεραπεία ή την ακτινοθεραπεία και η μόνη επιλογή που απέμενε ήταν η αφαίρεση του ματιού για να αποτραπεί η εξάπλωση του όγκου σε όλο το σώμα.

Στις προκαταρκτικές μελέτες, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ο τροποποιημένος αδενοϊός στόχευε τα κύτταρα όγκου στα μάτια των ασθενών. Δυστυχώς, το μάτι ενός ασθενούς χρειάστηκε να αφαιρεθεί χειρουργικά καθώς έγινε θολό και δεν μπορούσε να εξεταστεί από τους ερευνητές. Όταν η ομάδα του Carcaboso μελέτησε τον όγκο του αποκομμένου ματιού, διαπίστωσε ότι ο ιός αναπαράγεται μόνο σε άρρωστα κύτταρα και όχι στο πιο υγιές μέρος του ματιού. Στον δεύτερο ασθενή, φάνηκε να υπάρχει μείωση στο μέγεθος του όγκου και στον αριθμό των ασθενών κυττάρων.

Παρόμοιος ιούς που σκοτώνουν τον καρκίνο έχουν περιγραφεί προηγουμένως για τη θεραπεία του μελανώματος, ενός θανατηφόρου τύπου καρκίνου του δέρματος. Σε αυτή την περίπτωση, ο τροποποιημένος ιός εγχύθηκε στο μελάνωμα, το οποίο σκότωσε μόνο τα μολυσμένα κύτταρα. Στην πραγματικότητα, αυτό οδήγησε στο να είναι το πρώτο φάρμακο που χρησιμοποιεί έναν ιό που σκοτώνει τον καρκίνο εγκεκριμένο από την Υπηρεσία Τροφίμων και Φαρμάκων.

Αυτό είναι ένα μοριακό μοντέλο αδενοϊού, ενός ιού DNA που προκαλεί αναπνευστικές και άλλες λοιμώξεις. Οι ερευνητές αφαιρούν αυτόν τον ιό από τη δυνατότητα πρόκλησης ασθενειών και τον χρησιμοποιούν για τη θεραπεία ασθενειών. Kateryna Kon / Shutterstock.com

Χρήση ιδιοτήτων ιών για την ανάπτυξη θεραπειών

Οι ερευνητές στο εργαστήριό μου μελετήστε πώς λειτουργούν οι ιοί όταν έχουν τροποποιηθεί ώστε να μην σκοτώνουν τα κύτταρα, αλλά να τους παραδίδουν το σωστό φορτίο. Μια τέτοια εφαρμογή είναι η παροχή της σωστής μορφής ενός γονιδίου που είναι ελαττωματικό σε έναν ασθενή με γενετική διαταραχή. Ένα από τα προβλήματα με τη χρήση αυτών των ασφαλέστερων τροποποιημένων ιών για την παράδοση γονιδίων είναι ότι έχουν ένα όριο στο μέγεθος του γονιδίου - περίπου 4,000 μονάδες DNA - που μπορούν να μεταφέρουν σε ένα κύτταρο. Εργαζόμαστε για την αντιμετώπιση του προβλήματος της παροχής γονιδίων που υπερβαίνουν αυτό το όριο και προκαλούν σοβαρές ασθένειες τύφλωσης όπως αμφιβληστροειδίτιδα και Η συγγενής αμαύρωση του Leber.

Πρόσφατα ανακαλύψαμε μια στρατηγική για τη δημιουργία μικρότερων μορφών αυτών των γονιδίων που ταιριάζουν στους ιούς. Πρόσφατες προκλινικές μελέτες στο εργαστήριό μου έχουν δείξει σε ποντίκια ότι όταν οι ιοί μας παρέχουν τη σωστή εκδοχή ενός γονιδίου, το οποίο είναι μεταλλαγμένο ή λείπει στα κύτταρα που ανιχνεύουν το φως του ματιού, μπορούμε να καθυστερήσουμε την εμφάνιση της τύφλωσης.

Η έρευνα για το αμφιβληστροειδοβλάστωμα του Carcaboso αξιοποιεί μια διαφορετική ιδιότητα των ιών. Βλέπω την παράδοση φορτίου και τις ικανότητες θανάτωσης κυττάρων των ιών ως τις δύο όψεις του ίδιου νομίσματος. Οι τροποποιημένοι ιοί μπορούν να παραδώσουν θεραπευτικά φάρμακα ή γονίδια χωρίς να σκοτώσουν το κύτταρο. Οι ιοί που σκοτώνουν τον καρκίνο, ωστόσο, τροποποιούνται για να εισέλθουν και να σκοτώσουν συγκεκριμένα κύτταρα.

Βρίσκω τις μελέτες του Carcaboso ενδιαφέρουσες και συναρπαστικές, αλλά βρίσκονται ακόμα σε προκαταρκτικό στάδιο. Οι ερευνητές πρέπει να κάνουν περισσότερη δουλειά για να κατανοήσουν πώς το ανοσοποιητικό σύστημα ενός ασθενούς ανταποκρίνεται στον εγχυόμενο αδενοϊό. Εξάλλου, το ανοσοποιητικό μας σύστημα είναι σχεδιασμένο να αναζητά και να καταστρέφει τους ιούς προτού προκαλέσουν βλάβη. Το μέγεθος του όγκου του αμφιβληστροβλαστώματος θα μπορούσε επίσης να είναι περιοριστικός παράγοντας στην ευνοϊκή έκβαση της ένεσης. Οι συνεχιζόμενες κλινικές δοκιμές θα παρέχουν περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την ασφάλεια και την ικανότητα επούλωσης των ταλέντων αυτών των μικροσκοπικών παθογόνων μικροοργανισμών που καταστρέφουν τον καρκίνο.

Σχετικά με το Συγγραφέας

Hemant Khanna, Αναπληρωτής Καθηγητής Οφθαλμολογίας, Πανεπιστήμιο της Μασαχουσέτης Ιατρική Σχολή

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.

βιβλία_ ασθένεια