Vad är viroterapi?

Vissa virus kan döda cancer, och forskare har känt till detta i över ett sekel. Det är dock bara de senaste decennierna som framstegen inom genteknik har gjort det möjligt för virus att bli en livskraftig cancerterapi. Nu arbetar forskare runt om i världen med dessa cancerdödande buggar i hopp om att cancerbehandling en dag kommer att bli viral.

De första dagarna av viroterapi

Vissa virus föredrar att attackera cancervävnader snarare än friska, och onkolytisk viroterapi utnyttjar detta faktum. Anticancervirus dödar inte bara tumörceller utan varnar också värdens immunsystem mot en cancer närvaro.

"Våra immunsystem har utvecklats under årtusenden för att känna igen patogener mycket bra - de har inte utvecklats för att känna igen tumörer väldigt bra," sade Dr. Antonio Chiocca, neurokirurg-chef och ordförande för avdelningen för neurokirurgi vid Brigham och Women's Hospital i Boston . Chiocca-studier på kololytiska virus eller virus som infekterar och dödar cancerceller, som troligen kan användas vid behandling av hjärncancer.

"Idén är mycket enkelt att placera en virusinfektion i tumören för att varna immunsystemet," sade han. "Vakna upp till det faktum att det finns en tumör där."

Forskare började experimentera med denna typ av immunterapi redan i slutet av 1800-talet, men under de kommande 100 åren föll fältet in och ur modet.

I början av 1900-talet blev en kirurg vid namn William Coley berömd för sina försök att bekämpa cancer genom att utsätta patienter för extraktioner som dragits från infekterad vävnad. Coley blev ansluten till konceptet efter att ha träffat en man vars maligna tumör visnade i ansiktet av en allvarlig bakterieinfektion, enligt en recension i BMJ Postgraduate Medical Journal. Coley började infektera sina patienter med en bakterieräddare - erysipelasviruset - och utvecklade senare ett vaccin från två modifierade bakterier.

"Coleys toxiner", som vaccinet kallades, blev en populär behandling för många cancertyper och arbetade genom att inducera feber, frossa och inflammation hos patienten. Många fallstudier stödde idén att infektionssjukdomar kunde skicka cancer till remission eller eliminera den helt, enligt en recension i tidskriften Molecular Therapy. Men med ökningen av strålterapi, kemoterapi och andra immunsuppressiva behandlingar, försvann nya teroterapier som Coleys toxiner popularitet.

Ett andra viroterapiutbrott

Utvecklingen av vävnadskultursystem och modellerna för gnagarcancer på 1940- och 50-talet ledde till en återupplivning av viroterapi, enligt en recension i tidskriften Nature Biotechnology. Läkare infekterade hundratals cancerpatienter i kliniska prövningar och utsatte dem för kusma, hepatit och West Nile. Framgången varierade mycket mellan försöken. Vissa patienter tumörer återgick dramatiskt och deras liv förlängdes. Andra bekämpade infektionen för snabbt för att skörda dess fördelar, medan fortfarande andra patienter dök upp tumörfria, men senare blev offer för själva viruset snarare än deras cancer.

1980-talet inledde den moderna eran av onkolytisk viroterapi, och sedan dess har fältets utsikter letat upp.

"Molekylär virologi kom in och folk upptäckte att vissa virus skulle replikera bättre i cancerceller än [i] deras normala motsvarigheter", säger Grant McFadden, chef för Biodesign Center for Immunoterapi, Vacciner och Viroterapi vid Arizona State University.

När celler blir cancerösa, sade han, får de farliga funktioner på bekostnad av gynnsamma funktioner som finns i friska celler.

"Cancerceller förlorar gradvis sin förmåga att skydda sig mot virusinfektion," sade han. "Det är den" Achilles-hälen "som onkolytiska virus utnyttjar."

Med hjälp av modern genteknik strävar forskarna nu efter att bygga det bästa onkolytiska viruset de kan och sedan matcha viruset med dess cancerformiga archnemesis.

Hinder att rensa

Området för viroterapi har avsevärt utvecklats under de senaste decennierna, men forskningen är fortfarande svår.

"Utmaningen är att välja rätt virus, bestämma hur man ska beväpna det och hur man ska leverera det," sa McFadden. Vissa viroterapier kan injiceras direkt i en tumörbädd, vilket gör leveransen till en bris. Men många cancerformer är svåra att nå med en nål, eller de kan vara spridda över kroppen. "Detta leveransproblem är en stor utmaning," sa McFadden.

Onkolytiska virus har också potential att omvandla till "flyktiga virus" - virus som anpassas efter administrering eller rekombineras med humana patogener som redan finns i en patient och börjar våldsamt infektera frisk vävnad. Forskare är fortfarande på jakt efter dessa runaways, men hittills verkar onkolytiska virus säkra även hos immunsupprimerade patienter och djurmodeller, enligt en översyn från 2014 publicerad i tidskriften Cell Host Microbe.

Anticancervirus kan nu konstrueras för att selektivt attackera cancerceller, skona normal vävnad, väcka värdens immunsystem och vända immunosuppression i tumörens mikromiljö. Men viroterapi är inte ett botemedel på egen hand. Forskning tyder på att viroterapier kommer att komplettera kemoterapi, strålterapi eller immunterapi.

"I kliniska prövningar har den mest lovande behandlingsregimen i allmänhet varit att kombinera viroterapi med en immunkontrollhämmare," sade Chiocca. Kontrollpunkthämmare fungerar genom att göra tumörer sårbara för attacker från immunsystemet, så att parning av behandlingen med ett onkolytiskt virus kan öka dess effektivitet avsevärt.

Framtiden för cancerbehandling

2005 lanserade Kinas statliga livsmedels- och drogadministration - nu känd som Kinas livsmedels- och drogadministration - den första onkolytiska viroterapi på marknaden. H101, kommersiellt känd som Oncorine, är ett genetiskt modifierat virus som företrädesvis attackerar tumörceller och används för att behandla huvud- och halscancer.

Melanombehandlingen T-VEC, gjord av ett modifierat herpesvirus, blev den första FDA-godkända viroterapi 2015 och godkändes i Australien och Europeiska unionen året efter..

Fler och fler rapporter om lovande kandidater för viroterapi har kommit fram under de senaste åren, enligt en artikel publicerad i år i tidskriften Nature Reviews Clinical Oncology.

Anticancervirus kan nu skapas av en gång farliga humana virus, såsom mässling eller icke-patogena virus. Även vissa virus som är specifika för djur har tappats för viroterapi. Till exempel syftar McFadden till att utveckla ett virus som kallas myxomviruset (MYXV), som endast finns hos kaniner, för terapeutiskt bruk hos människor.

När flitiga forskare söker efter kraftfulla onkolytiska virus verkar fältet viroterapi vara avsett att fortsätta att expandera.

Ytterligare resurser:

• Mässling som Cancer Fighter, från Mayo Clinic
• Mer om virus från molekylär cellbiologi
• Vad är cancer? från National Cancer Institute