Ученые обнаружили, что переносимый комарами вирус Зика, известный тем, что вызывает повреждения головного мозга у младенцев, родившихся от инфицированных матерей, способен атаковать и уничтожать клетки рака мозга. Они выяснили, что в клетки мозга этот вирус попадает с помощью специального молекулярного ключа, и считают, что его можно модифицировать так, чтобы он инфицировал только злокачественные клетки, не причиняя вреда здоровым.
Глиобластома является самой распространенной и опасной из внутримозговых опухолей. Только в Америке этот диагноз каждый год ставят почти 15 тысячам человек. Возникают такие опухоли из-за бесконтрольного деления глии – вспомогательных клеток, окружающих нервную ткань, которые обеспечивают передачу импульсов и выполняют ряд других функций. Они чрезвычайно быстро прогрессируют – разрастаются подобно тонкой паутине, вторгаясь в окружающие здоровые ткани мозга.
Агрессивная глиобластома часто не поддается лечению стандартными противораковыми методами, поскольку она превращает нормальные клетки мозга в стволовые. И если обычные нейроны прекращают делиться после стольких циклов редупликации, стволовые клетки способны размножаться бесконечно и сформировать целую опухоль всего из нескольких клеток. Средняя выживаемость при глиобластоме составляет 15 месяцев с момента постановки диагноза. Даже если пациенту удается достигнуть состояния ремиссии, опухоли, как правило, вырастают заново и приводят к смерти в течение года.
В ситуации, когда стандартное лечение не работает, на помощь может прийти вирус Зика, который согласно двум недавно опубликованным исследованиям, способен уничтожать клетки рака мозга. «По всей видимости, нам придется модифицировать обычный вирус Зика, чтобы получить его «безопасную» версию для лечения внутримозговых опухолей. Кроме того, знание механизмов, которые он использует для разрушения клеток, поможет нам усовершенствовать способы лечения глиобластомы, – говорит старший автор исследования доктор Джереми Рич, заведующий отделением нейроонкологии и руководитель Института рака мозга клиники Калифорнийского университета в Сан-Диего.
Когда вирус Зика поражает развивающийся плод, он тормозит развитие мозга путем воздействия на нейральные стволовые клетки и замедления их пролиферации. В связи с этим ученые заинтересовались, можно ли использовать эту стратегию вируса на благо, а именно для сокращения опухоли. В одном из исследований, опубликованных несколько лет назад, команда проверила эту теорию и выяснила, что вирус Зика намного чаще поражает стволовые клетки глиобластомы, чем нормальные клетки мозга. По крайней мере, именно такой результат показали эксперименты в чашках Петри и на мышиных моделях болезни. Однако почему так происходит, до сих пор оставалось загадкой.
Чтобы выяснить, как вирус взламывает мембраны злокачественных клеток, ученые просканировали его поверхность на наличие белков интегринов – рецепторов, которые вирусы часто используют, чтобы связаться с клетками-жертвами и проникнуть внутрь. Обнаружив на поверхности вируса Зика различные интегрины, исследователи поочередно блокировали каждый из них. Затем они подсадили модифицированный вирус в чашку Петри, содержавшую смесь нормальных и злокачественных стволовых клеток мозга. Если какой-то конкретный белок помогает Зику взломать клетки мозга, его блокировка должна остановить вирус от проникновения.
Методом проб и ошибок ученые выяснили, что интегрин под названием αvβ5 является тем самым ключом, который пропускает инфекционный агент внутрь мозговых клеток. «Когда мы блокировали активность других рецепторных белков, ничего не менялось, – говорит доктор Рич. – Но блокирование αvβ5 с помощью его антитела практически полностью лишило вируса способности инфицировать и раковые, и нормальные стволовые клетки мозга».
Как поясняют ученые, αvβ5 состоит из двух частей: αv и β5. Первая в большом количестве присутствует на стволовых клетках мозга, что, по всей вероятности, объясняет, почему вирус поражает как здоровые, так и злокачественные стволовые клетки головного мозга. Вторая же часть встречается в основном на раковых клетках, именно она делает опухоли более агрессивными, позволяя им распространяться с высокой скоростью.
Именно поэтому глиобластомы могут быть более уязвимы к воздействию вируса Зика, чем здоровые стволовые клетки мозга. Команда подтвердила эту гипотезу, введя инфекционный агент в органоид человеческого мозга. Органоидами называют крошечные трехмерные модели человеческих органов, выращенные в лаборатории. В миниатюрном аналоге мозга вирус чаще инфицировал опухолевые, чем здоровые клетки. Но без рецептора αvβ5 он бы не смог проникнуть ни в те, ни в другие. Второе исследование, опубликованное недавно в журнале Cell Reports, также подтвердило, что именно этот белок наделяют вирус Зика способностью разрушать опухолевые клетки.
Используя новейшую технологию редактирования генома, исследователи избирательно удаляли определенные гены в клетках глиобластомы, и уже генетически модифицированную опухоль подвергали воздействию вируса. Когда они выключили ген, содержащий инструкции по построению αvβ5, вирус больше не мог захватывать злокачественные клетки. По словам ученых, это открытие было логичным, поскольку этот белок в огромных количествах присутствует на нейральных стволовых клетках, являющихся основной мишенью вируса.
Теперь, зная, что αvβ5 может быть слабым местом агрессивных глиобластом, исследователи пытаются генетически модифицировать вирус Зика, чтобы он атаковал злокачественные клетки, не причиняя вреда здоровым.
