Dies ist ein Modell des Adenovirus 5, das Infektionen der Atemwege verursacht. Kateryna Kon / Shutterstock.com

Wenn die meisten Menschen an das Wort „Virus“ denken, beziehen sie es oft auf Infektionen oder Krankheiten. Der einzige Zweck eines Virus besteht darin, eine normale Zelle anzugreifen und zu infizieren, sie zur Replikation zu verwenden und sie dann abzutöten. Einige Beispiele sind die Grippevirus und das tödliche Ebola-Virus.

In jüngster Zeit hat sich unser Verständnis von Viren jedoch drastisch weiterentwickelt. Neue Studien enthüllen die Nuancen verschiedener Virusinfektionen, und andere versuchen herauszufinden, wie die Killerfunktionen von Viren genutzt und für therapeutische Zwecke wie die Krebsbehandlung eingesetzt werden können. Bisher haben Wissenschaftler beklagt, dass dies das einzige Heilmittel für Augenkrebs bei Kindern ist Retinoblastom ist die chirurgische Entfernung des betroffenen Auges. Jetzt haben Wissenschaftler in einem kürzlich in Science Translational Medicine veröffentlichten Bericht einen anderen Ansatz zur Bekämpfung des Retinoblastoms mit sichereren Mitteln gefunden: Krebs tötende Viren.

Diese Studie erregte meine Aufmerksamkeit, weil Ich bin ein Forscher der Augenheilkunde und der visuellen Wissenschaften und haben daran gearbeitet, die Ursachen ererbter Augenkrankheiten zu verstehen und wirksame Behandlungen zu entwickeln. In meinem Labor erforschen wir die Verwendung modifizierter Viren als Vehikel, um die korrekte Form eines Gens in die erkrankten Zellen des Auges zu transportieren. Die kürzlich veröffentlichte Studie beschreibt, was meiner Meinung nach einen bahnbrechenden Ansatz darstellt: die Verwendung eines modifizierten Virus, um Krebszellen direkt abzutöten. Die Strategie nutzt die natürliche zelltötende Fähigkeit eines Virus zur Behandlung von Augenkrebs.

Das Retinoblastom beginnt als Tumor im lichtempfindlichen Gewebe, der so genannten Netzhaut, die sich im hinteren Teil des Auges befindet. Zu den Symptomen gehören (von oben nach unten) Leukokorien, weiße Augenfarbe bei Betrachtung von vorne, blinzelnde oder schielende Augen sowie Rötung und Augenentzündung. Weitere in diesem Diagramm dargestellte Teile sind die Hornhaut, eine transparente Struktur im vorderen Augenbereich, die Linse und die Fovea, die Region des zentralen Sehvermögens. VectorMine / Shutterstock.com

Retinoblastom-angreifende Viren

Das Retinoblastom ist eine häufige Form von Krebs im Kindesalter und eine der Hauptursachen für Blindheit bei Kindern. Obwohl die Arzneimittelabgabe und die Chemotherapie einen gewissen Nutzen bringen können, können die Nebenwirkungen zu einem Verlust des Sehvermögens bei der langfristigen und späteren Entfernung des Auges führen. Daher werden neue Therapiestrategien für diese verheerende Krankheit in Betracht gezogen.

Ein Forscherteam nutzte das Wissen darüber, wie sich Retinoblastomzellen vermehren und zu Krebs werden Ángel Montero Carcaboso des Sant Joan de Déu Forschungsinstituts in Barcelona, ​​Spanien, gentechnisch veränderte ein Virus namens Adenovirus das erkennt und tötet die Retinoblastomzellen ohne die benachbarten gesünderen Zellen zu schädigen.

Ein Hauptanliegen bei der Verwendung von Viren zur Therapie ist ihre Fähigkeit, aus dem infizierten Bereich abzuweichen. Um sicherzustellen, dass das Virus keine gesunden Zellen schädigt, wurde es speziell für die Reproduktion nur in Retinoblastomzellen entwickelt. Das Team von Carcaboso testete die Verteilung des Adenovirus in anderen Körperteilen, nachdem das modifizierte Virus in das Auge von Retinoblastom-Mäusen injiziert worden war. Sie taten dasselbe bei jungen Kaninchen ohne Tumoren. Sein Team entdeckte, dass das Virus auf die Tumorzellen des Auges beschränkt war und nur eine geringe und kurzfristige Leckage in den Blutkreislauf aufwies. Das Immunsystem der Mäuse schien dann das durchgesickerte Virus innerhalb von sechs Wochen aus dem System zu entfernen. Die Autoren schlossen daraus, dass das modifizierte Adenovirus sicher genug war, um weiter fortzufahren.

Sicherheit und Wirksamkeit der modifizierten Adenoviren

Die Forscher analysierten dann die Fähigkeit des modifizierten Adenovirus, die Retinoblastom-Tumorzellen abzutöten, wenn das Virus in die Augen der Retinoblastom-Mäuse injiziert wurde. Die Forscher berichteten, dass die Injektion dieser Viren das Überleben des Auges im Vergleich zum nicht injizierten Auge um etwa 40 Tage verlängerte. Ein weiterer positiver Befund war, dass das Virus normale, gesunde Zellen außerhalb des Tumors nicht angreift.

Angeregt durch den Erfolg der veränderten Viren in Mausaugen testeten die Autoren ihre Fähigkeit zur Krebstötung in eine kleine klinische Studie bei zwei Patienten. Diese Patienten hatten weder auf eine Chemotherapie noch auf eine Strahlentherapie angesprochen, und die einzige verbleibende Option war die Entfernung des Auges, um die Ausbreitung des Tumors im ganzen Körper zu verhindern.

In den Vorstudien stellten die Forscher fest, dass das modifizierte Adenovirus auf die Tumorzellen in den Augen der Patienten abzielte. Leider musste das Auge eines Patienten operativ entfernt werden, da es trübe wurde und von den Forschern nicht untersucht werden konnte. Als das Team von Carcaboso den Tumor des herausgeschnittenen Auges untersuchte, stellte es fest, dass sich das Virus nur in kranken Zellen und nicht im gesünderen Teil des Auges vermehrte. Bei dem zweiten Patienten schienen sich die Größe des Tumors und die Anzahl der kranken Zellen verringert zu haben.

Ähnlich Krebs tötende Viren wurden zuvor beschrieben, um Melanome, eine tödliche Art von Hautkrebs, zu behandeln. In diesem Fall wurde das modifizierte Virus in das Melanom injiziert, wodurch nur die infizierten Zellen abgetötet wurden. Tatsächlich führte dies dazu, dass das erste Medikament ein krebstötendes Virus verwendete genehmigt von der Food and Drug Administration.

Dies ist ein molekulares Modell des Adenovirus, eines DNA-Virus, das Atemwegsinfektionen und andere Infektionen verursacht. Die Forscher entfernen dieses Virus von seinem krankheitsverursachenden Potenzial und setzen es zur Behandlung von Krankheiten ein. Kateryna Kon / Shutterstock.com

Nutzung der Eigenschaften von Viren zur Entwicklung von Behandlungen

Die Forscher in meinem Labor Untersuchen Sie, wie Viren funktionieren, wenn sie so verändert wurden, dass sie nicht die Zellen abtöten, sondern ihnen die richtige Ladung liefern. Eine solche Anwendung ist die Lieferung der korrekten Form eines Gens, das bei einem Patienten mit einer genetischen Störung defekt ist. Eines der Probleme bei der Verwendung dieser sichereren modifizierten Viren zur Abgabe von Genen besteht darin, dass sie eine Begrenzung der Größe des Gens - etwa 4,000-DNA-Einheiten - aufweisen, das sie in eine Zelle tragen können. Wir arbeiten an der Lösung des Problems, Gene zu liefern, die diese Grenze überschreiten und schwere Blindheitskrankheiten wie z Retinitis pigmentosa und Angeborene Leber-Amaurose.

Wir haben kürzlich eine Strategie entdeckt, um diese Gene in kürzeren Formen herzustellen, die in die Viren passen. Aktuelle präklinische Studien in meinem labor haben an Mäusen gezeigt, dass wenn unsere Viren die korrekte Version eines Gens liefern, das in den lichtempfindlichen Zellen des Auges mutiert ist oder fehlt, Wir können den Beginn der Blindheit verzögern.

Carcabosos Retinoblastomforschung nutzt eine andere Eigenschaft von Viren. Ich sehe die Zustellung von Fracht und die Fähigkeit, Viren abzutöten, als zwei Seiten derselben Medaille. Modifizierte Viren können therapeutische Medikamente oder Gene abgeben, ohne die Zelle abzutöten. Die krebsabtötenden Viren werden jedoch so modifiziert, dass sie in bestimmte Zellen eindringen und diese abtöten.

Ich finde Carcabosos Studien interessant und aufregend, aber sie befinden sich noch in einem vorläufigen Stadium. Die Forscher müssen mehr arbeiten, um zu verstehen, wie das Immunsystem eines Patienten auf das injizierte Adenovirus reagiert. Schließlich ist unser Immunsystem darauf ausgelegt, Viren aufzuspüren und zu zerstören, bevor sie Schaden anrichten. Die Größe des Retinoblastomtumors könnte auch ein begrenzender Faktor für das günstige Ergebnis der Injektion sein. Die laufenden klinischen Studien werden weitere Informationen über die Sicherheit und die Heilungsfähigkeit der Krebstalente dieser mikroskopisch kleinen Krankheitserreger liefern.

Über den Autor

Hemant Khanna, außerordentlicher Professor für Augenheilkunde, University of Massachusetts Medical School

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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