Scienziati della Duke-NUS Medical School (Duke-NUS) hanno sviluppato un nuovo metodo utilizzando il virus Zika per distruggere le cellule tumorali del cervello e inibire la crescita del tumore, risparmiando le cellule sane. Utilizzando i candidati vaccini contro il virus Zika sviluppati alla Duke-NUS, il team ha scoperto come questi ceppi prendono di mira le cellule in rapida proliferazione rispetto alle cellule mature, rendendoli un’opzione ideale per colpire le cellule cancerose a crescita rapida nel cervello adulto. I loro risultati, pubblicati nella rivista Journal of Translational Medicine, offrono potenzialmente una nuova alternativa terapeutica per i pazienti affetti da cancro al cervello che attualmente hanno una prognosi sfavorevole.
Il glioblastoma multiforme è il tumore maligno al cervello più comune, con oltre 300.000 pazienti diagnosticati ogni anno in tutto il mondo. I tassi di sopravvivenza per questi pazienti sono scarsi (circa 15 mesi), principalmente a causa dell’elevata incidenza di recidive del tumore e delle limitate opzioni di trattamento, per tali pazienti, la viroterapia oncolitica – o l’uso di virus ingegnerizzati per infettare e uccidere le cellule tumorali – può affrontare le attuali sfide terapeutiche.
Il virus Zika è una di queste opzioni nelle prime fasi di sviluppo. Il team Duke-NUS ha utilizzato ceppi di vaccino vivo attenuato del virus Zika (ZIKV-LAV), sono virus “indeboliti” con capacità limitata di infettare le cellule sane, ma che possono comunque crescere rapidamente e diffondersi all’interno di una massa tumorale.
Carla Bianca Luena Victorio, ricercatrice presso il Cancer & Stem Cell. Programma di biologia della Duke-NUS Medical School (Duke-NUS), prima autrice dello studio, ha affermato:
«Abbiamo selezionato il virus Zika perché infetta naturalmente le cellule che si moltiplicano rapidamente nel cervello, permettendoci di raggiungere le cellule tumorali che sono tradizionalmente difficili da colpire. I nostri ceppi ZIKV-LAV si replicano anche nelle cellule tumorali del cervello, rendendola una terapia vivente in grado di diffondersi e attaccare le cellule malate vicine».
Carla Bianca Luena Victorio con il suo team ha stabilito che i ceppi ZIKV-LAV erano molto efficaci nell’infettare le cellule tumorali poiché questi virus si legano alle proteine presenti in livelli elevati solo nelle cellule tumorali e non in quelle sane, dopo aver infettato una cellula tumorale, questi ceppi virali dirottano le risorse della cellula per riprodursi, infine uccidendola. La membrana protettiva della cellula tumorale, alla morte, quando si rompe, rilascia il suo contenuto, inclusa la progenie del virus che può infettare e uccidere le cellule tumorali vicine. Inoltre, alcune proteine cellulari rilasciate dalle cellule infette, possono attivare una risposta immunitaria per inibire ulteriormente la crescita del tumore.
Il team di ricercatori attraverso i loro esperimenti, ha osservato che l’infezione da ceppi ZIKV-LAV causava la morte dal 65 al 90% delle cellule tumorali del glioblastoma multiforme. Sebbene i ceppi ZIKV-LAV abbiano infettato anche il 9-20% delle cellule dei vasi sanguigni del cervello, l’infezione non ha ucciso queste cellule sane, al contrario, il ceppo originale del virus Zika ha ucciso fino al 50% delle cellule cerebrali sane.
Gli scienziati hanno inoltre scoperto che i ceppi ZIKV-LAV non erano in grado di riprodursi bene anche quando riuscivano a infettare le cellule sane. La quantità di virus misurata nelle cellule cerebrali sane infette da ZIKV-LAV era solo da 0,36 a 9 volte superiore rispetto a prima dell’infezione, al contrario, la quantità di virus nelle cellule tumorali cerebrali infette da ZIKV-LAV era da 100 a un miliardo di volte superiore rispetto a prima dell’infezione. Ciò dimostra ulteriormente che le condizioni nelle cellule tumorali sono significativamente più favorevoli alla riproduzione del virus rispetto alle cellule normali.
Ann-Marie Chacko professoressa della Duke-NUS assistente programma di biologia sul cancro e sulle cellule staminali, tra gli autori dello studio, ha affermato:
«Dall’epidemia del virus Zika nel 2016, comprensibilmente, c’è stata paura sulla natura del virus e sui suoi effetti devastanti. Attraverso il nostro lavoro, speriamo di presentare il virus Zika sotto una nuova luce evidenziando il suo potenziale di uccidere le cellule tumorali. Il virus vivo quando viene attenuato, in modo tale da renderlo sicuro ed efficace nella lotta contro le malattie infettive, può essere benefico per la salute umana, non solo come vaccino ma anche come potente agente di eradicazione del tumore».
I ceppi virali vivi attenuati sono stati originariamente sviluppati come vaccino dal gruppo del professor Ooi Eng Eong del programma di ricerca sulle malattie infettive emergenti della Duke-NUS. I ceppi virali come controllo, sono stati testati anche su neuroni cerebrali o cellule nervose che erano state coltivate da cellule staminali umane dal team dell’assistente professore Alfred Sun del Programma di ricerca sulle neuroscienze e sui disturbi comportamentali della Duke-NUS. Ciò fornisce uno strumento di screening affidabile per valutare la sicurezza e l’efficacia dell’uso del virus come terapia nelle cellule umane.
Il gruppo di Ann-Marie Chacko sta migliorando questi e altri ceppi del virus Zika per aumentare la loro potenza nell’uccidere non solo le cellule tumorali del cervello, ma anche altri tipi di cellule tumorali, rendendoli al tempo stesso più sicuri per l’uso nei pazienti. Stanno anche modificando il virus in modo che possa essere utilizzato nella forma meno invasiva dopo che è stato iniettato in un paziente. Ciò consentirà ai medici di monitorare dove il virus penetra nel paziente e per quanto tempo rimane funzionale nel tumore.
Il team di ricercatori a tal fine, sta esplorando la possibilità di commercializzare i propri ceppi virali sia come vaccino Zika sia come trattamento per il cancro al cervello e potenzialmente per altri tumori, come il cancro alle ovaie.
Il professor Patrick Tan, vicepreside senior per la ricerca presso la Duke-NUS, ha dichiarato:
«È questo un ottimo esempio di come diversi programmi di ricerca all’interno della Scuola, si uniscono per sfruttare le loro diverse competenze per far avanzare la conoscenza medica e migliorare la vita dei pazienti. Le preziose intuizioni del team, un giorno potrebbero tradursi in una nuova opzione di trattamento per controllare la crescita del tumore o addirittura offrire una cura per il cancro».