Skal av ett vanligt växtvirus, inandas i en lungtumör eller injiceras i äggstockarna, tjocktarms- eller brösttumörer, inte bara utlöste immunsystemet hos möss för att utplåna tumörerna, men gav systemiskt skydd mot metastaser, forskare från Case Western Reserve University och Dartmouth University rapporterar.
Forskarna testade en 100-årig idé som kallas in-situ-vaccination. Tanken är att sätta något inuti en tumör och störa miljön som undertrycker immunsystemet, sålunda tillåter det naturliga försvarssystemet att attackera maligniteten.
Att något - den hårda beläggningen av cowpea mosaikvirus - inte orsakade några påvisbara biverkningar, som är ett vanligt problem med traditionella terapier och vissa immunterapier.
Teamets forskning publiceras i tidskriften Naturnanoteknik .
"Cowpea -virusbaserade nanopartiklar fungerar som en switch som tänder immunsystemet för att känna igen och bekämpa tumören - såväl som att komma ihåg det, "sa Nicole Steinmetz, en biträdande professor i biomedicinsk teknik vid Case Western Reserve, utsedd av Case Western Reserve School of Medicine.
"Partiklarna är chockerande potenta, "sa Steven Fiering, professor i mikrobiologi och immunologi vid Dartmouths Geisel School of Medicine. "De är lätta att göra och behöver inte bära antigener, läkemedel eller andra immunstimulerande medel på deras yta eller inuti. "
Professorerna studerade nanopartiklarna med Dartmouths Pat Lizotte, en doktorand i molekylär och cellulär biologi; Mee Rie Sheen, en postdoktor; och Pakdee Rojanasopondist, en grundstudent; och Case Western Reserves Amy Wen, en biomedicinsk doktorand.
Tar ytterligare ett skott
Immunsystemets förmåga att upptäcka och förstöra onormala celler tros förhindra många cancerformer, enligt National Cancer Institute. Men när tumörer börjar utvecklas, de kan stänga av systemet, låta tumörer växa och sprida sig.
För att starta om immunförsvaret, forskarna använde själva tumören som om det vore antigenet i ett vaccin - det vill säga målet för antikroppar som produceras av immunsystemet.
Cowpea -virusskal, med dess smittsamma komponenter borttagna, fungerar som adjuvans-ett ämne som utlöser och kan förstärka eller förlänga antigenspecifika immunsvar.
Processen och resultaten
Forskarna startade först immunsystemet hos möss för att attackera B16F10 lungmelanom eller hudmelanom, lämnar mössen tumörfria. När de behandlade mössen senare injicerades med B16F10 hudmelanom (för att utmana de härdade mössen igen), fyra av fem möss var snart cancerfria och en hade en långsamt växande tumör.
Nanopartiklarna visade sig vara effektiva mot äggstockar, bröst- och tjocktumörmodeller. De flesta tumörerna försämrades från mitten och kollapsade. Det systemiska svaret förhindrade eller attackerade metastatisk sjukdom, som är den dödligaste cancerformen.
"Du får fördelar mot sjukdomar som du inte ens vet finns där ännu, Sa Fiering.
"Eftersom allt vi gör är lokalt, biverkningarna är begränsade, "trots styrkan och omfattningen av immunsvaret, Sa Fiering. Ingen toxicitet hittades.
Svåra biverkningar, som trötthet, smärta, influensaliknande symtom med mera är vanligt vid kemo- och strålbehandlingar och med vissa immunstimulerande läkemedel.
Forskarna försöker nu förstå hur virusskalet stimulerar immunsystemet.
"Det är inte cytotoxiskt, det finns inget RNA inblandat eller lipopolysackarider som kan användas som adjuvanser, och det är inte bara irriterande, "Sa Steinmetz." Vi ser ett specifikt immunsvar. "
Till skillnad från de flesta andra adjuvanser, Fiering sa, virusskalarna stimulerar neutrofiler, en typ av vita blodkroppar. Vilken roll som spelar är ännu inte känt.
Forskarna söker bidrag för att studera om skalets fysiska egenskaper eller något virusspecifikt orsakar immunsvaret. De söker också bidrag för att testa terapin i djurmodeller som har immunsystem närmare människor.
Om virusskalet fortsätter att visa sig effektivt, forskarna tror att det så småningom kan användas i kombination med andra terapier som är skräddarsydda för enskilda patienter.
