溶瘤病毒:开发能杀死癌症的病毒的模型和分析

当我们想到病毒时,我们通常会想到疾病、流行病和死亡。我们对病毒的印象是它们是“坏的”。但病毒也有可能治愈现代历史上最致命的疾病:癌症。“好的”抗癌溶瘤病毒的治疗效果在一个多世纪前就已被证实。早在1904年的记录描述了一位42岁患有急性白血病的妇女,她在流感感染后经历了短暂的缓解。其他早期报告显示,自然感染麻疹病毒后,霍奇金淋巴瘤和伯基特淋巴瘤自然缓解。

尽管历史悠久,溶瘤病毒只是最近才在科学界得到发展。奥米斯生物科技公司(一家位于旧金山湾区的生物科技创业公司)的首席技术官和联合创始人奥尔多·波切特博士决心利用溶瘤病毒的力量来开发新一代癌症免疫疗法。

溶瘤病毒是如何工作的

“我们确定的一件事是,你需要免疫系统来对抗癌症,”波切特说。“你需要激活免疫系统,而我们所知道的最好的激活免疫系统的方法可能就是病毒。我们的免疫系统进化到能立即发现它们。这就是为什么我们还在地球上。这是因为我们已经能够对抗致命病毒。”

当溶瘤病毒进入肿瘤时,会发生两件事。首先,病毒开始复制并杀死癌细胞,这是一个直接的溶解效应。接下来,杀死细胞会引发炎症反应,招募我们自己的免疫细胞来摧毁癌细胞。我们的免疫系统现在将肿瘤抗原识别为敌人,并将能够发现并摧毁发生在身体其他任何地方的转移。从这个意义上说,溶瘤病毒就像疫苗一样工作。

“病毒在处理免疫系统方面是惊人的。它们发展了控制、调节和影响免疫系统的功能,是一个巨大的功能库,”波切特说。“那么病毒能给我们带来什么呢?”它们将给我们提供许多工具来操纵我们的免疫系统,使我们的免疫反应更有效。我们的免疫系统可以摆脱癌症。我们必须帮助它。”

一个更好的体外模型平台

尽管溶瘤病毒在癌症治疗方面显示出巨大的潜力,但Pourchet认为,缺乏一个良好的模型平台一直是该领域的一个巨大障碍。病毒在不同的物种中表现不同,因此使用动物模型,如老鼠,不会产生完全与人类相关的结果。为了进一步发展,他们需要一个更复杂的体外模型,使用人类细胞并整合人类免疫反应。这是波切特想要实现的第一件事。

为了能够对溶瘤病毒进行大规模研究,Pourchet的团队建立了一个体外平台,该平台集成了人类免疫反应和细胞外反应的主要事件,包括细胞因子和其他分泌因子。导致免疫系统启动的早期事件对Pourchet来说很重要,因为他相信治疗在非常早的时候起作用将是最有效的。

当然,如果没有良好的、基于细胞的定量分析来测量各种生物标志物以评估治疗的有效性,这个平台将是无用的。“免疫疗法是一个连锁反应。它是复杂的,并随着时间的推移而发展。要研究复杂的生物过程,一种方法是将多种分析方法结合起来,并以一种巧妙的方式进行。这些分析需要快速、简单、可靠和可量化。”

实时监测细胞反应的方法

波切特想要测量的溶瘤病毒治疗的一个结果是免疫原性细胞死亡,即癌细胞死亡时所经历的过程。细胞外ATP (eATP)的释放是测量免疫原性细胞死亡的一个重要的生物标志物。现有的测量eATP的方法很多,但大多数都只能测量一个时间点,这意味着可能会错过免疫原性细胞死亡的准确时间。波切特所需要的是一种能够在一段时间内持续测量atp的检测方法。在Promega代表的帮助下,他找到了最适合自己需求的分析方法RealTime-Glo™细胞外ATP检测试剂盒它利用生物发光来动态监测ATP的释放。使用这种方法,他能够确定免疫原性细胞死亡开始的时间和效果持续的时间。

溶瘤病毒的治疗效果可以在一两天内发生,而且每分钟都在发生变化。因此,在发展这种免疫疗法时,对细胞反应的精确监测是至关重要的。“Promega检测的实时监测是绝对必要的,”波切特说。“当你看得太晚,只有一个时间点时,你看不到同样的东西。”除了细胞外ATP检测,Promega还有一整套的live-cell动力学分析允许在一段时间内连续测量同一样品板。这些检测是基于高灵敏度和定量的生物发光技术,具有简单的添加-混合测量协议。“我非常喜欢使用荧光素酶技术进行药物开发和免疫治疗。作为初创公司,你没有那么多时间。你有压力。如果你有一个可靠的产品,你可以直接使用,那很好!”Pourchet说。

免疫疗法的未来

波切特认为,开发更有效的溶瘤病毒的下一步是让它们更好地吸收我们自己的免疫系统,并使免疫调节成为癌症治疗的中心策略。新的、复杂的体外人体模型和基于细胞的试验是实现这一目标的关键。“我认为现在有了新的工具、新的分析方法和新的模型,我们正在加速这项研究,”波切特说。“这是溶瘤病毒的大好时机。我认为它们将是对抗癌症的最佳疗法。”

参考:

拉森,C。.(2015)病毒传播:选择性复制溶瘤腺病毒综述.Oncotarget。6:19976 - 19989

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Johanna是Promega的科学作家。她在贝勒医学院获得了生物医学博士学位。在加入Promega之前,她曾做过5年的自由撰稿人和全职妈妈。Johanna来自台湾,她相信台湾食物是世界上最好的。她喜欢做瑜伽,旅游,和两个孩子在一起。

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