¿Por qué es tan difícil diseñar virus que atacarán las células cancerígenas de una persona específica?

Para diseñar un virus para atacar una celda específica (no por prueba y error), lo más probable es que necesite lograr lo siguiente:

  1. Encuentre un receptor de superficie celular (llámelo A ) que sea específico solo de esa celda.
  2. Construya una proteína glicoproteína / receptor ( B ) para el virus que puede atacar y aferrarse a A
  3. Genera la secuencia de ADN / ARN requerida para hacer B.
  4. Encuentra un virus que no solo puede transportar B , sino que puede sobrevivir y reproducirse a través de la proliferación de la célula
  5. Para que funcione, algunos mejoran con una forma de activar el virus fuera de su fase lisogénica / latente.

Veremos estos pasos en el contexto de una célula cancerosa.

  1. Las células cancerosas rara vez tienen receptores específicos para ellas. La mayoría de sus receptores utilizados anteriormente para el reconocimiento del sistema inmune (MHC) y la adhesión célula-célula pueden haber mutado de distancia. (Tal vez) la única excepción son los receptores del factor de crecimiento que están mutados. Sin embargo, la unión a estos receptores hará que las células cancerosas crezcan más rápido, lo que podría no ser deseable.
  2. Construir una proteína funcional desde el principio, incluso teniendo en cuenta su ligando complementario, no es poca cosa. Todavía no comprendemos completamente los mecanismos de plegamiento de proteínas e interacciones de proteínas.
  3. Esto es relativamente fácil.
  4. Es posible que el virus no encuentre en la célula cancerosa un hogar propicio. Una célula cancerosa generalmente tiene mutaciones en la expresión génica y / o vías de producción de proteínas, mientras que un virus depende de la maquinaria para sobrevivir.
  5. Depende del virus

También tenga en cuenta que los virus pueden evolucionar. Las células cancerosas no son los huéspedes más interesantes para un virus. Dado que está liberando virus en un organismo vivo, no debería ser difícil para la población de virus evolucionar a una forma que se unirá preferiblemente a células sanas, en cuyo caso el cuerpo podría estar en un montón de problemas.

En esta etapa, es casi imposible diseñar un virus para atacar de manera confiable las células cancerosas. Sin embargo, recientes estudios prometedores han utilizado con éxito virus para reprogramar el ADN de células cancerosas específicas.

¿Te refieres específicamente atacar las células cancerosas de una persona? En ese caso, el diseño extenso puede no ser necesario. Los virus oncolíticos, que preferentemente infectan las células cancerosas, existen en la naturaleza y se han investigado desde los años 60 como posibles terapias. Uno ha sido aprobado en los Estados Unidos para el tratamiento nominalmente efectivo del melanoma avanzado (T-Vec).

Históricamente, el gran problema ha sido que si el virus se administra sistémicamente, el sistema inmunitario a menudo lo elimina antes de que llegue a un tumor. Otra es que la infección, cuando se establece, no dura lo suficiente como para dañar el tumor lo suficiente. Siempre se esperaba que a medida que las células cancerígenas mueran, como beneficio secundario, expongan los antígenos cancerígenos al sistema inmune adaptativo y así induzcan una respuesta inmune duradera contra el cáncer. Pero muchos tumores emplean defensas sofisticadas para suprimir las células inmunes, por lo que eso solo ocurre en raras ocasiones.

En el lado positivo, ahora se están abordando cada uno de estos problemas. Las inmunoterapias que superan la supresión de las respuestas inmunes del tumor (como los inhibidores de CTLA-4 y PD-1) ahora se están probando en combinación con la viroterapia oncolítica (como se llama el uso terapéutico de los virus). Tales estrategias buscan usar el virus solo en parte como un destructor de células cancerosas. Los virus en este caso también ayudan a dirigir y estimular aún más la respuesta inmune desencadenada por la inmunoterapia. Aquí hay un estudio interesante realizado por los investigadores de Ludwig (donde trabajo) para avanzar en el concepto:

Hacker de sombrero blanco de Cáncer

Los virus oncolíticos también se pueden diseñar para expresar factores que estimulan aún más la respuesta inmune. T-Vec estaba destinado a hacer eso, pero no está claro si realmente tuvo éxito. Otros intentos y enfoques bien podrían ir mejor.

Algunos de estos esfuerzos están ahora en desarrollo clínico, otro ejemplo de Ludwig:

Ludwig Cancer Research y Cancer Research Institute se asocian con Targovax para probar la viroterapia candidata en ensayos clínicos de fase inicial

Espero que esto haya respondido tu pregunta.

Hay algunas imprecisiones en la respuesta de Marcus Sak a ¿Por qué es tan difícil diseñar virus que ataquen las células cancerígenas de una persona específica? En su respuesta, afirmó que los VO (virus oncolíticos) infectan selectivamente las células cancerosas al unirse solo a los receptores de las células cancerosas. Ese no es el caso. En realidad, la selectividad del VO no solo depende de los receptores de superficie, sino también de las vías intracelulares. Por lo tanto, a pesar de que muchas células normales comparten los mismos receptores con las células cancerosas, el VO no se replicará en ellas, incluso si entran en las células normales.

Por ejemplo, se está investigando un virus de polio oncolítico modificado PVSRIPO para tratar el glioblastoma. El virus de la polio infecta las células a través de un receptor CD155, que se expresa de forma ubicua en las células cancerosas. Pero las neuronas también expresan CD155 y el virus de la polio también puede infectar a las neuronas. Entonces, el Dr. Gromeier sustituyó el IRES (sitio interno de entrada al ribosoma) por un IRES de rinovirus. El virus PVSRIPO resultante retuvo su capacidad de infectar y destruir células cancerígenas, pero perdió su neurotoxicidad. Otro caso es VSV . VSV carece de la capacidad de suprimir las vías de interferón en las células humanas, por lo que no puede causar enfermedades en humanos. Si bien las células cancerosas tienen una inmunidad innata defectuosa, VSV puede mantener la replicación en los tumores. El reovirus es un VO de ocurrencia natural. Infecta las células con la vía de Ras activada, que solo está presente en las células cancerosas.

Debido a que la selectividad de OV no solo depende de los receptores de superficie, los OV generalmente tienen mejor selectividad que los anticuerpos monoclonales y son bien tolerados. Pero muy pocos virus de tipo salvaje tienen tal selectividad. Entonces se requiere un diseño racional.

Existen muchos desafíos para desarrollar OV. No soy experto, así que solo menciono algunos. Al igual que todas las terapias dirigidas, los OV también están sujetos a la resistencia a los medicamentos. Pero los VO no solo están sujetos a la resistencia tumoral, sino también a la resistencia inmune. Es decir, los virus pueden eliminarse prematuramente y provocar el fracaso del tratamiento. Y lo que es peor es que la inmunidad impide la readministración de OV. Y muchos VO se desarrollan a base de adenovirus, virus del sarampión, etc. Si bien la inmunidad preexistente puede comprometer su eficacia.