Un virus végétal qui infecte les légumineuses, appelé virus de la mosaïque du niébé, a un pouvoir extraordinaire que vous ignoriez peut-être : lorsqu’il est injecté dans une tumeur, il déclenche le système immunitaire pour traiter le cancer – même un cancer métastatique l’empêche de se reproduire.
Au cours des sept dernières années, des chercheurs de l’Université de Californie à San Diego et du Dartmouth College ont étudié et testé le virus de la mosaïque du niébé – sous forme de nanoparticules – comme immunothérapie contre le cancer et ont rapporté des résultats prometteurs chez des souris de laboratoire et des chiens de compagnie. Ses performances ont été inégalées par d’autres stratégies de lutte contre le cancer que l’équipe a testées. Mais les raisons exactes de son succès sont restées un mystère.
Véronique Beiss, première auteure de l’étude, prépare un plateau de plantes pour produire des nanoparticules du virus de la mosaïque du niébé. Illustration par David Baillot/UC San Diego Jacobs School of Engineering
dans un nouveau étude publié dans la revue Pharmaceutique moléculaireles chercheurs découvrent des détails qui expliquent pourquoi le virus de la mosaïque du niébé, en particulier, est exceptionnellement efficace contre le cancer.
Les travaux ont été dirigés par Nicole Steinmetz, professeur de nano-ingénierie à la UC San Diego Jacobs School of Engineering, et Steven Fiering, professeur de microbiologie et d’immunologie à la Geisel School of Medicine de Dartmouth. Steinmetz et Fiering sont co-fondateurs d’une startup de biotechnologie appelée Mosaic ImmunoEngineering Inc.qui a autorisé la nanotechnologie du virus de la mosaïque du niébé et travaille à la traduire en clinique comme immunothérapie du cancer.
« Cette étude aide à valider la nanoparticule du virus de la mosaïque du niébé comme notre principal candidat à l’immunothérapie contre le cancer », a déclaré Steinmetz, qui travaille également au Centre de NanoImmunoIngénierie à l’UC San Diego. « Maintenant, nous avons des données mécanistes pour expliquer pourquoi c’est le candidat le plus puissant, ce qui le réduit encore plus pour la traduction clinique. »
Jusqu’à présent, Steinmetz, Fiering et leurs équipes avaient une idée générale du fonctionnement de leur candidat principal. Les nanoparticules du virus de la mosaïque du niébé sont infectieuses chez les plantes mais pas chez les mammifères et sont injectées directement à l’intérieur d’une tumeur pour servir d’appât au système immunitaire. Les cellules immunitaires du corps reconnaissent les nanoparticules virales comme des agents étrangers et se préparent à attaquer. Lorsque les cellules immunitaires voient que les nanoparticules virales sont à l’intérieur d’une tumeur, elles s’attaquent aux cellules cancéreuses.
La beauté de cette approche, a noté Steinmetz, est qu’elle prend soin de cette tumeur et lance une réponse immunitaire systémique contre toutes les tumeurs métastatiques et futures. Les chercheurs l’ont vu fonctionner dans des modèles murins de mélanome, de cancer de l’ovaire, de cancer du sein, de cancer du côlon et de gliome. Ils l’ont également utilisé avec succès pour traiter des patients canins atteints de mélanome, de cancer du sein et de sarcome.
Fait intéressant, le virus de la mosaïque du niébé a fonctionné le mieux pour déclencher une réponse immunitaire anticancéreuse par rapport à d’autres virus végétaux ou particules de type virus que les chercheurs ont étudiés. « Nous avons montré que cela fonctionne, et maintenant nous devons montrer ce qui le rend si spécial qu’il peut induire ce type de réponse », a déclaré le premier auteur Veronique Beiss, ancienne chercheuse postdoctorale dans le laboratoire de Steinmetz. « C’est le manque de connaissances que nous cherchons à combler. »
Pour obtenir des réponses, les chercheurs ont comparé le virus de la mosaïque du niébé à deux autres virus végétaux de la même famille, de même forme et de même taille. Un virus de la mosaïque sévère du niébé partage une séquence d’ARN et une composition protéique similaires. L’autre, le virus des taches annulaires du tabac, n’est identique que dans sa structure. « Nous avons pensé que ce seraient d’excellentes comparaisons pour voir si cette puissante efficacité anti-tumorale fonctionne dans cette famille particulière de virus végétaux », a déclaré Steinmetz. « Et nous pouvons creuser plus profondément en comparant des parents avec et sans homologie de séquence. »
Les chercheurs ont créé des immunothérapies à base de nanoparticules virales végétales et les ont injectées dans des tumeurs de mélanome de souris. Chaque candidat à l’immunothérapie a été administré en trois doses, à sept jours d’intervalle. Les souris ayant reçu les nanoparticules du virus de la mosaïque du niébé avaient le taux de survie le plus élevé et les tumeurs mineures, la croissance tumorale s’arrêtant essentiellement quatre jours après la deuxième dose.
Les chercheurs ont ensuite extrait les cellules immunitaires de la rate et des ganglions lymphatiques des souris traitées et les ont analysées. Ils ont découvert que les virus végétaux ont tous une enveloppe protéique qui active des récepteurs, appelés récepteurs de type péage, qui se trouvent à la surface des cellules immunitaires.
Mais ce qui est unique avec le virus de la mosaïque du niébé, c’est qu’il active un récepteur supplémentaire de type péage via son ARN. L’activation de ces différents récepteurs déclenche d’autres types de protéines pro-inflammatoires appelées cytokines, qui aident à stimuler la réponse anticancéreuse du système immunitaire. En d’autres termes, le démarrage d’une réponse inflammatoire plus robuste oblige le système immunitaire à travailler plus dur pour rechercher et se débarrasser des tumeurs, a expliqué Beiss.
L’analyse de l’équipe a également trouvé une autre façon unique pour le virus de la mosaïque du niébé de stimuler la réponse immunitaire. Quatre jours après la deuxième dose, les chercheurs ont mesuré des niveaux élevés de cytokines. Et ces niveaux sont restés élevés sur une longue période. « Nous ne voyons pas cela avec les deux autres virus végétaux. Les niveaux de cytokines culminent rapidement, puis diminuent et disparaissent », a déclaré Beiss. « Cette réponse immunitaire prolongée est une autre différence clé qui distingue le virus de la mosaïque du niébé. »
Bien que cela fasse la lumière sur la puissance et l’efficacité supérieures du virus de la mosaïque du niébé, Steinmetz reconnaît plus de travail. « Les réponses que nous avons découvertes ici ont ouvert plus de questions », a-t-elle déclaré. « Comment cette nanoparticule virale est-elle traitée dans la cellule ? Que deviennent son ARN et ses protéines ? Pourquoi l’ARN du virus de la mosaïque du niébé est-il reconnu mais pas l’ARN d’autres virus végétaux ? Comprendre le parcours détaillé de cette particule à travers la cellule et comment elle se compare à d’autres particules nous aidera à déterminer ce qui rend le virus de la mosaïque du niébé particulièrement efficace contre le cancer.
La source: UCSD
