Cercetătorii au demonstrat că un vaccin bazat pe nanoparticule poate preveni mai multe tipuri agresive de cancer la șoareci, oferind protecție imună de durată și blocând metastazele.

Tratamentul a activat o memorie imunitară puternică, menținând până la 88% dintre șoarecii vaccinați fără tumori și oprind răspândirea cancerului. Prin învățarea sistemului imunitar să vizeze antigenele canceroase, v accinul a demonstrat o protecție de lungă durată și un potențial larg.

Prevenire puternică a cancerului la șoareci

O echipă de cercetare de la Universitatea din Massachusetts Amherst a demonstrat că un vaccin pe bază de nanoparticule poate preveni cu succes melanomul, cancerul pancreatic și cancerul de sân triplu negativ la șoareci. În funcție de tipul de cancer, până la 88% dintre șoarecii vaccinați au rămas fără tumori (în funcție de tipul de cancer), iar abordarea a redus - și în unele cazuri a blocat complet - răspândirea cancerului în organism, scrie SciTechDaily .

„Prin proiectarea acestor nanoparticule pentru a activa sistemul imunitar prin activare multi-căi care se combină cu antigene specifice cancerului, putem preveni creșterea tumorii cu rate de supraviețuire remarcabile”, spune Prabhani Atukorale, profesor asistent de inginerie biomedicală la Colegiul de Inginerie Riccio de la UMass Amherst și autor corespondent al lucrării.

Studiile anterioare ale lui Atukorale au descoperit că medicamentul său bazat pe nanoparticule ar putea reduce sau elimina tumorile existente la șoareci. Noile rezultate arată că aceeași tehnologie funcționează și ca strategie preventivă.

Testarea vaccinului cu antigene de melanom

În prima fază a studiului, cercetătorii au asociat platforma de nanoparticule cu peptide de melanom bine-cunoscute (numite antigen, similar modului în care un vaccin antigripal conține de obicei părți ale virusului gripal inactivat ). Această combinație a activat celulele T, care au fost apoi pregătite să recunoască și să distrugă celulele de melanom. La trei săptămâni după vaccinare, șoarecii au fost expuși la melanom.

Optzeci la sută dintre șoarecii cărora li s-a administrat acest vaccin cu nanoparticule „super adjuvant” au rămas fără tumori și au supraviețuit pe parcursul întregului studiu de 250 de zile. Fiecare șoarece care a primit un vaccin tradițional, o formulă fără nanoparticule sau niciun vaccin nu a dezvoltat tumori și niciunul nu a supraviețuit mai mult de 35 de zile.

Vaccinul a prevenit, de asemenea, răspândirea melanomului la plămâni. Când șoarecii au fost expuși sistemic la celule de melanom într-un mod care imită metastazele, niciunul dintre șoarecii vaccinați cu nanoparticule nu a format tumori pulmonare, în timp ce toți ceilalți șoareci au făcut-o.

„Metastazele în general reprezintă cel mai mare obstacol în calea cancerului”, spune Atukorale. „Marea majoritate a mortalității tumorale se datorează în continuare metastazelor și aproape că ne depășește pe noi lucrând în cancere dificil de atins, cum ar fi melanomul și cancerul pancreatic.”

Memorie imunitară de lungă durată în tot corpul

Atukorale se referă la această protecție ca fiind „memorie imunitară”. „Acesta este un avantaj real al imunoterapiei, deoarece memoria nu este susținută doar local”, spune ea. „Avem memorie sistemică, ceea ce este foarte important. Sistemul imunitar se întinde pe întreaga suprafață geografică a corpului.”

Prima rundă de testare a utilizat antigene concepute special pentru melanom. Cu toate acestea, dezvoltarea de antigene personalizate pentru fiecare tip de cancer necesită adesea secvențierea întregului genom sau bioinformatică avansată. Pentru a aborda această provocare, cercetătorii au efectuat un al doilea experiment folosind celule canceroase distruse din tumora însăși, cunoscute sub numele de lizat tumoral. Șoarecii vaccinați cu această formulare de lizat de nanoparticule au fost apoi expuși la melanom, adenocarcinom ductal pancreatic sau celule canceroase mamar triplu negative.

Rate ridicate de respingere tumorală în mai multe tipuri de cancer

Rezultatele au fost uimitoare. Respingerea tumorii a fost observată în 88% din cazurile de cancer pancreatic, 75% din cazurile de cancer mamar și 69% din cazurile de melanom. Fiecare șoarece vaccinat care a rămas fără tumori a rezistat, de asemenea, metastazelor atunci când a fost expus ulterior sistemic la celule canceroase.

„Răspunsurile celulelor T specifice tumorii pe care suntem capabili să le generăm - aceasta este, de fapt, cheia beneficiului supraviețuirii”, spune Griffin Kane, cercetător asociat postdoctoral la UMass Amherst și prim autor al lucrării. „Există o activare imunitară cu adevărat intensă atunci când tratați celulele imune înnăscute cu această formulă, care declanșează aceste celule să prezinte antigene și să stimuleze celulele T care distrug tumorile.”

Cum vaccinul cu nanoparticule creează un răspuns imun puternic

Această activare puternică a celulelor T este posibilă datorită structurii unice a nanoparticulelor utilizate în vaccin.

Vaccinurile – indiferent de boala țintă – includ două componente principale: antigenul și adjuvantul. Antigenul reprezintă partea agentului patogen (în acest studiu, celulele canceroase) care îi spune sistemului imunitar ce să atace. Adjuvantul stimulează sistemul imunitar astfel încât acesta să recunoască antigenul ca o amenințare și să declanșeze un răspuns puternic.

Laboratorul Atukorale își proiectează vaccinurile pentru a imita modul în care agenții patogeni alertează în mod natural sistemul imunitar. Activarea imună eficientă necesită mai multe semnale de „pericol” care acționează prin diferite căi. „În ultimii ani, am ajuns să înțelegem cât de importantă este selecția adjuvantului, deoarece aceasta declanșează al doilea semnal necesar pentru amorsarea corectă a celulelor T și B”, spune Atukorale.

Mulți adjuvanți promițători utilizați în imunoterapia cancerului nu se combină bine la nivel molecular, similar modului în care uleiul și apa se separă. Pentru a aborda această limitare, echipa a creat un „superadjuvant” de nanoparticule lipidice care poate încapsula și furniza două ingrediente diferite de stimulare a sistemului imunitar într-un mod stabil și coordonat.

Către o platformă largă de vaccinare împotriva cancerului

Cercetătorii cred că acest sistem de nanoparticule oferă o platformă flexibilă care ar putea fi adaptată la multe tipuri de cancer.

De asemenea, ei văd potențial atât pentru tratament, cât și pentru prevenție, în special pentru persoanele care se confruntă cu un risc ridicat de a dezvolta cancer. Acest concept a devenit fundamentul unui startup lansat de Atukorale și Kane, numit NanoVax Therapeutics.

„Tehnologia de bază pe care a fost fondată compania noastră este această nanoparticulă și această abordare terapeutică”, spune Kane. „Aceasta este o platformă dezvoltată de Prabhani. Startup-ul ne permite să urmărim aceste eforturi translaționale cu scopul final de a îmbunătăți viața pacienților .”