การตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่เกิดจากไวรัสพืชสามารถทำลายเซลล์มะเร็งได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ไวรัสที่มักติดเชื้อถั่วดำกำลังแสดงให้เห็นถึงศักยภาพมหาศาลในการเป็นภูมิคุ้มกันบำบัดโรคมะเร็งที่มีประสิทธิภาพและราคาถูก และนักวิทยาศาสตร์ก็เปิดเผยว่าเพราะเหตุใด

ในการศึกษาวิจัยที่ตีพิมพ์ใน Cell Biomaterials ทีมวิจัยที่นำโดยผู้เชี่ยวชาญด้านเคมีและนาโนวิศวกรรมจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโก ได้ศึกษาวิจัยอย่างใกล้ชิดว่าเหตุใดไวรัสโมเสกถั่วคาวพี (CPMV) จึงมีประสิทธิภาพเฉพาะตัวในการกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันให้จดจำและทำลายเซลล์มะเร็ง ซึ่งแตกต่างจากไวรัสในพืชชนิดอื่นๆ

การศึกษานี้มีชื่อว่า "การวิเคราะห์เปรียบเทียบไวรัสพืชเพื่อการพัฒนายาภูมิคุ้มกันบำบัดมะเร็ง" และตีพิมพ์ในวารสารCells Biomaterials

ฤทธิ์ต้านเนื้องอกของ CPMV

ในการศึกษาก่อนทางคลินิก CPMV ได้แสดงให้เห็นถึงฤทธิ์ต้านเนื้องอกอย่างมีประสิทธิภาพในหนูทดลองหลายรุ่น รวมถึงในสุนัขที่เป็นมะเร็ง เมื่อฉีดเข้าไปในเนื้องอกโดยตรง CPMV จะดึงดูดเซลล์ภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด เช่น นิวโทรฟิล แมคโครฟาจ และเซลล์เพชฌฆาตธรรมชาติ เข้าสู่สภาพแวดล้อมจุลภาคของเนื้องอกเพื่อทำลายเซลล์มะเร็ง

การกระทำนี้จะกระตุ้นเซลล์บีและเซลล์ที ทำให้เกิดภูมิคุ้มกันความจำทั้งแบบระบบและระยะยาว การ “รีบูต” ระบบภูมิคุ้มกันนี้ไม่เพียงแต่ช่วยทำลายเนื้องอกเป้าหมายเท่านั้น แต่ยังช่วยเตรียมร่างกายให้พร้อมค้นหาและกำจัดการแพร่กระจายไปยังส่วนอื่นๆ ของร่างกายอีกด้วย

“สิ่งที่น่าทึ่งก็คือ CPMV ไม่ใช่ไวรัสพืชชนิดอื่นที่กระตุ้นให้เกิดการตอบสนองต่อต้านเนื้องอก” Nicole Steinmetz ผู้ดำรงตำแหน่ง Leo and Trude Szilard Chair ใน Jacobs School of Engineering และภาควิชาวิศวกรรมเคมีและนาโนที่ UC San Diego และหัวหน้าคณะผู้เขียนการศึกษากล่าว

“การศึกษาครั้งนี้ทำให้เราเข้าใจอย่างลึกซึ้งว่าเหตุใด CPMV จึงได้ผลอย่างมีประสิทธิภาพ” Anthony Omole นักศึกษาระดับปริญญาตรีจากห้องปฏิบัติการของ Steinmetz ซึ่งเป็นผู้เขียนคนแรกกล่าวเสริม

สิ่งที่น่าตื่นเต้นที่สุดคือ แม้ว่า CPMV จะไม่ติดเชื้อเซลล์ภูมิคุ้มกันของมนุษย์ แต่ CPMV ก็ยังตอบสนองต่อ CPMV และถูกตั้งโปรแกรมใหม่ให้อยู่ในสถานะทำงาน ซึ่งท้ายที่สุดแล้วจะช่วยฝึกให้ CPMV สามารถระบุและทำลายเซลล์มะเร็งได้

ความลับของ CPMV คืออะไร?

คำถามสำคัญในการแปล CPMV ในการรักษามะเร็งในมนุษย์คือ: อะไรทำให้ไวรัสจากพืชชนิดนี้มีประสิทธิภาพในการต่อสู้กับมะเร็ง?

เพื่อค้นหาคำตอบ Omole, Steinmetz และเพื่อนร่วมงานที่ห้องปฏิบัติการลักษณะเฉพาะของเทคโนโลยีนาโนแห่งชาติของสถาบันมะเร็งแห่งชาติ (NCI) ได้เปรียบเทียบ CPMV กับไวรัสจุดคลอโรติกของถั่วคาวพี (CCMV) ซึ่งเป็นไวรัสพืชที่มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดซึ่งไม่มีฤทธิ์ต้านเนื้องอกเมื่อฉีดเข้าไปในเนื้องอก

ไวรัสทั้งสองชนิดมีอนุภาคขนาดใกล้เคียงกันและถูกดูดซึมเข้าสู่เซลล์ภูมิคุ้มกันของมนุษย์ในอัตราเดียวกัน อย่างไรก็ตาม ปฏิกิริยาภายในเซลล์จะแตกต่างกัน

CPMV ทำงานแตกต่างกันอย่างไร?

• CPMV กระตุ้นอินเตอร์เฟอรอนชนิด I, II และ III ซึ่งเป็นโปรตีนที่มีคุณสมบัติต่อต้านมะเร็งที่เป็นที่รู้จักกันดี

  “เรื่องนี้มีความน่าสนใจเป็นพิเศษ เนื่องจากยาภูมิคุ้มกันบำบัดมะเร็งตัวแรกคืออินเตอร์เฟอรอนรีคอมบิแนนต์” Omole กล่าว

• ในทางกลับกัน CCMV จะกระตุ้นอินเตอร์ลิวคินที่ก่อให้เกิดการอักเสบ ซึ่งจะไม่นำไปสู่การฆ่าเนื้องอกได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ไวรัสยังได้รับการประมวลผลแตกต่างกันภายในเซลล์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม:

• RNA ของ CPMV ยังคงอยู่ได้นานขึ้นและเข้าสู่เอนโดไลโซโซม ซึ่งจะกระตุ้นตัวรับ Toll-like 7 (TLR7) ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญในการกระตุ้นการตอบสนองภูมิคุ้มกันต่อต้านไวรัสและเนื้องอก
• CCMV RNA ไม่ไปถึงจุดกระตุ้นนี้ และด้วยเหตุนี้จึงไม่กระตุ้นกลไกภูมิคุ้มกันที่จำเป็น

ข้อได้เปรียบในการผลิต

ข้อดีอีกประการหนึ่งของ CPMV คือเป็นยาภูมิคุ้มกันบำบัดที่มีต้นทุนต่ำ แตกต่างจากยาหลายชนิดในปัจจุบันที่ต้องอาศัยการผลิตที่ซับซ้อนและมีราคาแพง CPMV สามารถเพาะเลี้ยงโดยใช้วิธีการเพาะเลี้ยงแบบโมเลกุลได้

“สามารถปลูกได้ในพืชที่ใช้เพียงแสงแดด ดิน และน้ำ” โอโมเลกล่าว

ขั้นตอนต่อไป: การทดลองทางคลินิก

ทีมงานกำลังดำเนินการย้าย CPMV เข้าสู่การทดลองทางคลินิก

“การศึกษานี้ให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเกี่ยวกับกลไกการออกฤทธิ์ของ CPMV ขณะนี้เรากำลังเตรียมการอย่างแข็งขันสำหรับขั้นตอนต่อไปเพื่อคัดเลือกยาที่มีประสิทธิภาพสูงสุดที่ให้ทั้งประสิทธิภาพในการต่อต้านเนื้องอกและความปลอดภัย” สไตน์เมตซ์กล่าว

“ตอนนี้ถึงเวลาแล้ว เราพร้อมที่จะก้าวจากการวิจัยในห้องปฏิบัติการไปสู่การทดลองทางคลินิก”