Het door muggen verspreide Zika-virus dat bekend staat om zijn verband met hersenbeschadiging bij baby's van besmette moeders, heeft het potentieel om hersenkanker aan te pakken en te vernietigen, ontdekten wetenschappers.
Uit nieuw onderzoek is gebleken dat het Zika-virus in hersencellen breekt met behulp van een speciale moleculaire sleutel, en wetenschappers denken dat het virus kan worden aangepast zodat het alleen hersenkankercellen infecteert, waardoor gezonde cellen ongedeerd blijven.
Het agressieve glioblastoom van hersenkanker tart vaak de standaardbehandeling van kanker omdat de ziekte normale hersencellen omzet in stamcellen. Terwijl typische neuronen na zoveel replicaties stoppen met delen, kunnen stamcellen zich voor onbepaalde tijd voortplanten en een hele nieuwe tumor laten groeien uit slechts een handvol cellen. Patiënten overleven doorgaans minder dan 20 maanden nadat de diagnose glioblastoom is gesteld; zelfs als de kanker tot remissie kan worden gedwongen, groeien de tumoren doorgaans weer terug en nemen de patiënt binnen 12 maanden het leven.
Maar waar standaardbehandelingen mislukken, biedt het Zika-virus mogelijk een nieuwe strategie om de dodelijke ziekte uit te roeien, volgens een paar studies die op 16 januari zijn gepubliceerd in de tijdschriften Cell Reports en Cell Stem Cell.
"Hoewel we waarschijnlijk het normale Zika-virus moeten aanpassen om het veiliger te maken om hersentumoren te behandelen, kunnen we mogelijk ook profiteren van de mechanismen die het virus gebruikt om cellen te vernietigen om de manier waarop we glioblastoom behandelen te verbeteren," aldus senior auteur Dr. Jeremy Rich, directeur neuro-oncologie en van het Brain Tumor Institute van UC San Diego Health, zei in een verklaring. (Rich en zijn collega's hebben het Cell Stem Cell-papier geschreven.)
Wanneer het Zika-virus zich ontwikkelt in de ontwikkeling van foetussen, belemmert het virus de hersenontwikkeling door zich te richten op neurale stamcellen en hun proliferatie te belemmeren. Rich en zijn co-auteurs vroegen zich af of de strategie van het virus zou kunnen worden gebruikt om hersentumoren te verkleinen. In een studie uit 2017, gepubliceerd in The Journal of Experimental Medicine, stelde het team hun theorie op de proef en ontdekte dat het Zika-virus eigenlijk liever glioblastoma-stamcellen infecteert dan normale hersencellen - althans in petrischalen en muismodellen van de ziekte. De reden achter deze voorkeur bleef tot nu toe een mysterie.
Om te ontdekken hoe Zika de membranen van kankercellen doorbreekt, heeft het team het oppervlak van het virus gescand op integrinen - receptoren die virussen vaak gebruiken om op de cellen van hun slachtoffers te klikken en naar binnen te glippen. Nadat ze verschillende integrinen op het virale oppervlak hadden geïdentificeerd, blokkeerden de onderzoekers elk met een eiwit. Vervolgens lieten ze het gemodificeerde virus los in een laboratoriumschaal met een mix van normale hersenstamcellen en kankercellen. Als een bepaalde integrine Zika hielp bij het hacken van hersencellen, zou het blokkeren van de receptor het besmettelijke virus in zijn sporen moeten stoppen.
Door vallen en opstaan ontdekte het team dat een integrine genaamd αvβ5 de sleutel is die Zika in hersencellen laat.
'Toen we andere integrins blokkeerden, was er geen verschil', zei Rich. "Maar met αvβ5 blokkeerde het blokkeren met een antilichaam bijna volledig het vermogen van het virus om hersenkankerstamcellen en normale hersenstamcellen te infecteren."
Volgens de studie bestaat αvβ5 uit twee helften: αv en β5. De eerste helft verschijnt in overvloed op hersenstamcellen, wat kan helpen verklaren hoe het virus zowel gezonde als kankerachtige hersenstamcellen target. De laatste helft verschijnt echter vooral op kankercellen en maakt tumoren agressiever, wat betreft hoe snel ze zich kunnen verspreiden.
Om deze reden zijn glioblastomen mogelijk kwetsbaarder voor Zika-infectie dan normale hersenstamcellen. Het team bevestigde het idee door Zika in menselijke hersenorganoïden te injecteren - kleine modellen van het menselijk brein die in een laboratoriumschaal zijn gegroeid. In de mini-hersenen infecteerde het virus betrouwbaarder kankercellen vaker dan gezonde cellen. Maar zonder een intacte αvβ5-receptor zou het virus de cellen helemaal niet kunnen infecteren.
De tweede studie, gepubliceerd in Cell Reports, bevestigde ook dat αvβ5 Zika zijn verpletterende krachten verleent.
Met behulp van de CRISPR-genbewerkingstechniek verwijderden de onderzoekers selectief specifieke genen uit glioblastoma-stamcellen en stelden ze elke mutante tumor bloot aan het Zika-virus. Toen ze het gen verwijderden dat instructies bevatte om αvβ5 te bouwen, kon Zika de kankercellen niet meer vasthouden. De ontdekking was "volkomen logisch" omdat αvβ5 in zulke grote hoeveelheden voorkomt op neurale stamcellen, het primaire doelwit van het virus, senior auteur Tariq Rana, professor en hoofd van de afdeling Genetica van de afdeling Kindergeneeskunde aan de UC San Diego School of Medicine en Moores Cancer Center, zei in de verklaring.
Met de wetenschap dat αvβ5 een zwakke plek kan zijn in agressieve glioblastomen, streven de onderzoekers er nu naar om het Zika-virus genetisch te modificeren om de kanker te richten, terwijl gezonde cellen worden gespaard.
Andere dodelijke virussen kunnen ook dienen als wapens tegen hersenkanker. In een studie gepubliceerd in 2018 in The New England Journal of Medicine, behandelden onderzoekers glioblastoompatiënten met een genetisch gemodificeerd poliovirus en ontdekten dat meer dan 20% drie jaar later in leven bleef, vergeleken met 4 procent van de patiënten die een standaardbehandeling kregen, Live De wetenschap rapporteerde destijds. Naarmate het gebied van virotherapie blijft groeien, kunnen eens dodelijke ziekten krachtige wapens blijken te zijn in de strijd tegen kanker.
