Das von Mücken verbreitete Zika-Virus, das für seine Verbindungen zu Hirnschäden bei Babys infizierter Mütter bekannt ist, kann laut Wissenschaftlern Hirntumor bekämpfen und zerstören.
Neue Forschungsergebnisse haben ergeben, dass das Zika-Virus mithilfe eines speziellen molekularen Schlüssels in Gehirnzellen eindringt. Wissenschaftler glauben, dass das Virus so optimiert werden könnte, dass es nur Gehirnkrebszellen infiziert und gesunde Zellen unversehrt lässt.
Das aggressive Hirnkrebs-Glioblastom trotzt häufig der Standardkrebsbehandlung, da die Krankheit normale Gehirnzellen in Stammzellen umwandelt. Während sich typische Neuronen nach so vielen Replikationen nicht mehr teilen, können sich Stammzellen unbegrenzt vermehren und aus nur einer Handvoll Zellen einen ganz neuen Tumor wachsen lassen. Patienten überleben typischerweise weniger als 20 Monate nach der Diagnose eines Glioblastoms; Selbst wenn der Krebs zur Remission gezwungen werden kann, wachsen die Tumoren typischerweise nach und nehmen dem Patienten innerhalb von 12 Monaten das Leben.
Wenn Standardbehandlungen jedoch fehlschlagen, bietet das Zika-Virus möglicherweise eine neue Strategie, um die tödliche Krankheit auszurotten. Dies geht aus zwei Studien hervor, die am 16. Januar in den Fachzeitschriften Cell Reports und Cell Stem Cell veröffentlicht wurden.
"Während wir wahrscheinlich das normale Zika-Virus modifizieren müssten, um die Behandlung von Hirntumoren sicherer zu machen, können wir möglicherweise auch die Mechanismen nutzen, die das Virus zur Zerstörung von Zellen verwendet, um die Behandlung von Glioblastomen zu verbessern", so der leitende Autor Dr. Jeremy Rich, Direktor für Neuroonkologie und des Brain Tumor Institute an der UC San Diego Health, sagte in einer Erklärung. (Rich und seine Kollegen haben das Papier Cell Stem Cell verfasst.)
Wenn das Zika-Virus sich entwickelnde Feten infiziert, hemmt das Virus die Gehirnentwicklung, indem es auf neurale Stammzellen abzielt und deren Proliferation hemmt. Rich und seine Co-Autoren fragten sich, ob die Strategie des Virus kooptiert werden könnte, um Hirntumoren zu verkleinern. In einer 2017 im Journal of Experimental Medicine veröffentlichten Studie stellte das Team seine Theorie auf den Prüfstand und stellte fest, dass das Zika-Virus Glioblastom-Stammzellen tatsächlich lieber als normale Gehirnzellen infiziert - zumindest in Petrischalen und Mausmodellen der Krankheit. Der Grund für diese Präferenz blieb bis jetzt ein Rätsel.
Um zu erfahren, wie Zika die Membranen von Krebszellen durchbricht, suchte das Team die Oberfläche des Virus nach Integrinen ab - Rezeptoren, mit denen Viren häufig an den Zellen ihrer Opfer festhalten und hineinschlüpfen. Nachdem die Forscher verschiedene Integrine auf der Virusoberfläche identifiziert hatten, blockierten sie jedes mit einem Protein. Dann setzten sie das modifizierte Virus in eine Laborschale frei, die eine Mischung aus normalen und krebsartigen Hirnstammzellen enthielt. Wenn ein bestimmtes Integrin Zika dabei half, sich in Gehirnzellen zu hacken, sollte die Blockierung des Rezeptors das infektiöse Virus in seinen Spuren stoppen.
Durch Versuch und Irrtum erfuhr das Team, dass ein Integrin namens αvβ5 als Schlüssel dient, der Zika in Gehirnzellen lässt.
"Als wir andere Integrine blockierten, gab es keinen Unterschied", sagte Rich. "Aber mit αvβ5 blockierte die Blockierung mit einem Antikörper die Fähigkeit des Virus, Hirnkrebsstammzellen und normale Hirnstammzellen zu infizieren, fast vollständig."
Gemäß der Studie besteht αvβ5 aus zwei Hälften: αv und β5. Die erste Hälfte kommt in Hülle und Fülle auf Hirnstammzellen vor, was erklären kann, wie das Virus sowohl auf gesunde als auch auf krebsartige Hirnstammzellen abzielt. Die zweite Hälfte tritt jedoch hauptsächlich bei Krebszellen auf und macht Tumore aggressiver, was die schnelle Ausbreitung betrifft.
Aus diesem Grund sind Glioblastome möglicherweise anfälliger für Zika-Infektionen als normale Hirnstammzellen. Das Team bestätigte die Idee, indem es Zika in Organoide des menschlichen Gehirns injizierte - winzige Modelle des menschlichen Gehirns, die in einer Laborschale gezüchtet wurden. In den Mini-Gehirnen infizierte das Virus Krebszellen häufiger zuverlässig als gesunde Zellen. Ohne einen intakten αvβ5-Rezeptor könnte das Virus die Zellen jedoch überhaupt nicht infizieren.
Die zweite Studie, die in Cell Reports veröffentlicht wurde, bestätigte ebenfalls, dass αvβ5 Zika seine krebserdrückenden Kräfte verleiht.
Unter Verwendung der CRISPR-Gen-Editing-Technik löschten die Forscher selektiv spezifische Gene aus Glioblastom-Stammzellen und setzten jeden mutierten Tumor dem Zika-Virus aus. Als sie das Gen löschten, das Anweisungen zum Aufbau von αvβ5 enthielt, konnte Zika die Krebszellen nicht mehr ergreifen. Die Entdeckung "machte vollkommen Sinn", weil αvβ5 in so großen Mengen auf neuralen Stammzellen vorkommt, dem Hauptziel des Virus, dem leitenden Autor Tariq Rana, Professor und Chef der Abteilung für Genetik in der Abteilung für Pädiatrie an der UC San Diego School of Medicine und Moores Cancer Center, sagte in der Erklärung.
Mit dem Wissen, dass αvβ5 eine Schwäche für aggressive Glioblastome sein kann, versuchen die Forscher nun, das Zika-Virus genetisch so zu modifizieren, dass es gegen den Krebs wirkt und gleichzeitig gesunde Zellen schont.
Andere tödliche Viren könnten auch als Waffen gegen Hirntumor dienen. In einer 2018 im New England Journal of Medicine veröffentlichten Studie behandelten Forscher Glioblastom-Patienten mit einem genetisch veränderten Poliovirus und stellten fest, dass mehr als 20% drei Jahre später am Leben blieben, verglichen mit 4 Prozent der Patienten, die eine Standardbehandlung, Live, erhielten Die Wissenschaft berichtete damals. Während das Gebiet der Virotherapie weiter wächst, können sich einmal tödliche Krankheiten als mächtige Waffen im Kampf gegen Krebs erweisen.
