植物ウイルスによって引き起こされる免疫反応は、がん細胞を効果的に破壊する

黒目豆によく感染するウイルスが、がんに対する安価で強力な免疫療法として大きな可能性を示しており、科学者がその理由を明らかにしている。

カリフォルニア大学サンディエゴ校の化学およびナノエンジニアリングの専門家が率いるチームが『Cell Biomaterials』誌に発表した研究で、ササゲモザイクウイルス（CPMV）が他の植物ウイルスとは異なり、免疫系を活性化して癌細胞を認識し破壊する独自の効果を持つ理由を詳しく調査した。

この研究は「抗癌免疫療法薬の開発のための植物ウイルスの比較分析」と題され、Cells Biomaterials誌に掲載されています。

CPMVの抗腫瘍効果

前臨床研究において、CPMVは様々なマウスモデルおよび癌を患ったイヌにおいて強力な抗腫瘍活性を示しました。腫瘍に直接投与されると、CPMVは好中球、マクロファージ、ナチュラルキラー細胞などの自然免疫細胞を腫瘍微小環境に誘導し、腫瘍細胞を破壊します。

これによりB細胞とT細胞が活性化され、全身的かつ長期的な免疫記憶が形成されます。免疫システムのこの「再起動」は、標的の腫瘍を破壊するのに役立つだけでなく、体の他の部位への転移を探し出して排除する準備を整えます。

「抗腫瘍反応を引き起こすのが他の植物ウイルスではなく、CPMVであることは驚くべきことです」と、カリフォルニア大学サンディエゴ校のジェイコブス工学部および化学・ナノ工学部のレオ・アンド・トルード・シラード教授で、この研究の筆頭著者であるニコール・スタインメッツ氏は言う。

「この研究は、CPMVがなぜそれほど効果的に機能するのかについての洞察を与えてくれる」と、スタインメッツ研究室の大学院生で第一著者のアンソニー・オモール氏は付け加えた。

「最も興味深いのは、CPMVはヒトの免疫細胞に感染しないにもかかわらず、免疫細胞がCPMVに反応し、活性状態に再プログラムされ、最終的にはがん細胞を識別して破壊するように訓練されることです。」

CPMV の秘密は何ですか?

CPMV を人間の癌治療に応用する上で重要な疑問は、この植物ウイルスがなぜ癌と戦うのにそれほど効果的なのか、ということです。

これを調べるために、オモール、スタインメッツ、および国立がん研究所 (NCI) の国立ナノテクノロジー特性評価研究所の同僚らは、腫瘍に注入しても抗腫瘍活性を持たない近縁植物ウイルスであるササゲクロロティックスポットモザイクウイルス (CCMV) と CPMV を比較した。

どちらのウイルスも粒子の大きさは似ており、ヒトの免疫細胞に同じ速度で取り込まれます。しかし、細胞内での反応は異なります。

CPMV の動作はどのように異なりますか?

• CPMV は、抗がん作用があることが知られているタンパク質であるインターフェロン I 型、II 型、III 型を刺激します。

  「最初のがん免疫療法薬が組み換えインターフェロンだったため、これは特に興味深い」とオモール氏は指摘した。

• 一方、CCMV は炎症誘発性インターロイキンを活性化しますが、これは効果的な腫瘍の殺傷にはつながりません。

ウイルスは哺乳類細胞内でも異なる方法で処理されます。

• CPMV RNA はより長く持続してエンドリソソームに入り、そこで抗ウイルスおよび抗腫瘍免疫反応を誘発する重要な要素である Toll 様受容体 7 (TLR7) を活性化します。
• CCMV RNA はこの活性化ポイントに到達しないため、必要な免疫機構が起動されません。

生産における優位性

CPMVのもう一つの利点は、低コストの免疫療法薬となり得ることです。複雑で高価な製造を必要とする多くの既存の医薬品とは異なり、CPMVは分子農法を用いて培養することができます。

「太陽光、土、水だけを使って植物で栽培できる」とオモール氏は言う。

次のステップ：臨床試験

研究チームはCPMVを臨床試験に移行させるべく取り組んでいる。

「この研究は、CPMVの作用機序に関する重要な知見を提供します。現在、抗腫瘍効果と安全性を両立する最も効果的な候補薬を選定するための次のステップに向けて、積極的に準備を進めています」とスタインメッツ氏は述べています。

「今こそその時です。私たちは実験室での研究から臨床試験へと移行する準備ができています。」