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Un attacco virale contro i tumori cerebrali
Quest'anno, secondo il National Cancer Institute, a più di 21.000 persone verrà diagnosticata una qualche forma di cancro al cervello. Mentre le forme benigne sono relativamente facili da trattare, i tumori maligni richiedono una combinazione di chirurgia, chemioterapia e radiazioni. Anche allora, le cellule tumorali possono rimanere insediate in profondità, replicandosi e diffondendosi rapidamente attraverso il tessuto cerebrale sano.
Una visione virale: I ricercatori della Yale University hanno ingegnerizzato geneticamente un virus (verde) che attacca specificamente i tumori cerebrali nei topi (rosso). Il virus uccide le masse tumorali primarie (B) e le cellule tumorali in migrazione (E), lasciando intatto il tessuto sano.
Ora i ricercatori della Yale University hanno scoperto che un virus che appartiene alla stessa famiglia della rabbia uccide efficacemente una forma aggressiva di cancro al cervello umano nei topi. Usando l'imaging laser time-lapse, il team ha osservato il virus della stomatite vescicolare (VSV) rapidamente insediarsi sui tumori cerebrali, uccidendo selettivamente le cellule cancerose sul suo percorso, lasciando intatto il tessuto sano. Cosa c'è di più, Anthony Van den Pol , ricercatore capo e professore di neurochirurgia e neurobiologia a Yale, afferma che VSV è in grado di autoreplicarsi e produrre linee di difesa secondarie.
Un tumore metastatizzante è abbastanza mobile e il coltello di un chirurgo non può estrarre tutte le cellule, afferma Van den Pol. Un virus potrebbe essere in grado di farlo, perché quando un virus uccide una cellula tumorale, potrebbe anche replicarsi e potresti finire con una terapia che si auto-amplifica.
Negli ultimi anni, gli scienziati hanno considerato i virus come potenziali alleati nella lotta contro il cancro. I ricercatori della Mayo Clinic stanno progettando il virus del morbillo per combattere il mieloma multiplo, un cancro del midollo osseo. E mentre vari gruppi hanno visto risultati limitati dopo aver iniettato virus dell'herpes e della poliomielite direttamente nei tumori cerebrali nei topi, Van den Pol voleva trovare un ceppo più efficace per uccidere il cancro.
La sua ricerca di un virus candidato è iniziata sei anni fa, quando lui e i suoi colleghi hanno testato l'effetto di diversi virus sui tumori cerebrali in coltura. Ripetutamente, VSV è uscito in cima all'heap. Il team ha coltivato il virus attraverso molte generazioni, isolando i ceppi che infettavano rapidamente le cellule cancerose mentre avevano un effetto lento sulle cellule sane. I ricercatori hanno recentemente eseguito il ceppo più efficace attraverso una serie di test su topi vivi e hanno pubblicato i loro risultati in un recente numero del Journal of Neuroscience .
Nel suo esperimento, il team ha trapiantato il glioblastoma, la forma più comune e aggressiva di cancro al cervello umano, nel cervello dei topi. Prima del trapianto, i ricercatori hanno ingegnerizzato geneticamente le cellule tumorali per esprimere un marcatore rosso che, una volta all'interno del cervello, sarebbe apparso nelle scansioni di microscopia laser. Allo stesso modo, Van den Pol ha inserito un marker verde nelle cellule VSV e ha iniettato il virus per via endovenosa attraverso la coda. Nel giro di pochi giorni, i ricercatori hanno osservato che il virus verde è arrivato al cervello e si è infiltrato selettivamente nelle masse tumorali rosse e nelle singole cellule tumorali, evitando le cellule normali. Van den Pol afferma che quando il virus infetta i tumori, le cellule cancerose iniziano a diventare verdi, gonfiandosi fino a scoppiare.
È come un pallone, dice Van den Pol. Se continui a soffiarci dentro l'aria, esplode. La carcassa è ancora lì, ma non è più un pallone. E queste sono fondamentalmente cellule morte, incapaci di dividersi più o sopravvivere come cellule intatte.
Non è ancora chiaro perché VSV sia un killer tumorale così efficace, sebbene Van den Pol abbia diverse teorie. Una possibile spiegazione può coinvolgere il sistema vascolare debole di un tumore. I vasi che forniscono sangue ai tumori tendono a perdere, consentendo a un virus che viaggia attraverso il flusso sanguigno di attraversare una barriera altrimenti impermeabile nel cervello, direttamente in un tumore.
Van den Pol afferma che il VSV può anche colpire le cellule tumorali a causa di difetti intrinseci nel sistema immunitario di un tumore. Tipicamente, in presenza di un virus, le cellule normali avviano una risposta immunitaria producendo interferone, proteine che prevengono l'infezione virale nelle cellule sane. I tumori mancano di difese virali così forti, fornendo un facile bersaglio per i virus.
Ci sono diverse considerazioni che il team dovrà affrontare prima di passare alle sperimentazioni cliniche. Nei suoi test, il team ha osservato scansioni dal vivo del virus per alcuni giorni prima di sacrificare gli animali per uno studio più approfondito. Resta da vedere come il virus agirà sul cervello in un lasso di tempo più lungo.
Inoltre, i ricercatori hanno utilizzato topi immunocompromessi. Sebbene questi topi siano ancora in grado di produrre interferone come difesa cellulare locale, hanno un sistema immunitario sistemico indebolito, uno che non è in grado di produrre cellule B e T che altrimenti distruggerebbero i virus. Van den Pol spiega che un sistema così indebolito ha permesso al team di inserire tumori umani trapiantati nei topi senza che venissero respinti. Tuttavia, per testare il virus come terapia efficace, il team dovrà assicurarsi che un normale sistema immunitario non elimini il virus prima che abbia la possibilità di agire sui tumori.
Quello che di solito succede con la maggior parte di questi test è che hai un bel modello animale in cui il virus si diffonde attraverso il tumore, dice Samuel Rabkin , virologo associato nel dipartimento di neurochirurgia del Massachusetts General Hospital. In modelli più realistici, l'ospite può avere una risposta al virus che ne limita l'effetto.