Sfruttare i virus per attaccare le cellule tumorali

Gli scienziati hanno creato un adenovirus che si replica in modo specifico all’interno e uccide le cellule tumorali impiegando speciali elementi stabilizzanti dell’RNA.

Fonte: Hokkaido University

Un adenovirus è ora in grado di colpire e uccidere le cellule tumorali grazie all’aggiunta di un elemento stabilizzante dell’RNA.

Gli scienziati della Hokkaido University hanno prodotto un adenovirus che si replica in modo specifico all’interno e uccide le cellule tumorali impiegando speciali elementi stabilizzanti dell’RNA. I dettagli della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Cancers.

Molte ricerche negli ultimi anni hanno studiato gli adenovirus geneticamente modificati per uccidere i tumori, con alcuni attualmente in fase di sperimentazione in studi clinici. Quando iniettati, questi adenovirus si replicano all’interno delle cellule tumorali e li uccidono. Gli scienziati stanno cercando di progettare virus più efficienti, in grado di colpire meglio le cellule tumorali lasciando da sole le cellule normali.

L’oncologo molecolare dell’Università di Hokkaido Fumihiro Higashino ha guidato un team di scienziati per realizzare due nuovi adenovirus che colpiscono specificamente le cellule tumorali. Per fare questo, hanno usato “elementi ricchi di adenilato-uridilato” (ARE), che sono segnali nelle molecole di RNA noti per migliorare il rapido decadimento degli RNA messaggeri (mRNA) nelle cellule umane. “Le ARE si assicurano che gli mRNA non continuino a codificare inutilmente proteine ​​nelle cellule”, spiega Higashino. “I geni richiesti per la crescita e la proliferazione cellulare tendono ad avere ARE”.

In determinate condizioni di stress, tuttavia, gli mRNA contenenti ARE possono stabilizzarsi temporaneamente consentendo il mantenimento di alcuni processi cellulari necessari. Gli ARE-mRNA sono anche stabilizzati nelle cellule tumorali, supportando la loro continua proliferazione.

Higashino e il suo team hanno inserito ARE di due geni umani in un gene replicante di adenovirus, creando i nuovi adenovirus: AdARET e AdAREF. “L’idea alla base dell’inserzione è che gli ARE stabilizzeranno gli adenovirus killer, permettendo loro di replicarsi solo all’interno delle cellule tumorali ma non in quelle normali sane”, afferma Higashino.

In effetti, AdARET e AdAREF sono stati entrambi trovati a replicarsi all’interno e ad uccidere le cellule tumorali in laboratorio, mentre difficilmente hanno influenzato le cellule normali. I test hanno confermato che la replicazione specifica nelle cellule tumorali era dovuta alla stabilizzazione dei geni virali con ARE, che non avveniva nelle cellule sane.

Gli scienziati hanno quindi iniettato cellule tumorali umane sotto la pelle di alcuni topi, che si sono poi sviluppati in tumori. Quando AdARET e AdAREF sono stati iniettati nei tumori, hanno determinato una riduzione significativa delle dimensioni del tumore.

Questa non è stata la prima volta che il team ha testato l’uso di ARE negli adenovirus. In uno studio precedente, un altro scienziato ha utilizzato un ARE appartenente a un gene diverso e ha scoperto che questo adenovirus ha funzionato specificamente nei tumori contenenti una mutazione in un gene chiamato RAS. AdARET e AdAREF, d’altra parte, sono risultati efficaci contro le cellule tumorali senza un gene RAS mutato, rendendo i virus applicabili a una più ampia gamma di cellule tumorali.

“Poiché la stabilità di ARE-mRNA è stata segnalata anche in malattie diverse dal cancro, riteniamo che i virus che abbiamo progettato potrebbero anche avere il potenziale per il trattamento di malattie correlate a infiammazioni, infezione virale, ipossia e irradiazione ultravioletta”, afferma Higashino.

Journal Reference:
Yohei Mikawa, Mohammad Towfik Alam, Elora Hossain, Aya Yanagawa-Matsuda, Tetsuya Kitamura, Motoaki Yasuda, Umma Habiba, Ishraque Ahmed, Yoshimasa Kitagawa, Masanobu Shindoh, Fumihiro Higashino. Conditionally Replicative Adenovirus Controlled by the Stabilization System of AU-Rich Elements Containing mRNA. Cancers, 2020; 12 (5): 1205 DOI: 10.3390/cancers12051205