Исследователи всего мира годами работали над созданием вакцин против разных видов рака, но без особого успеха. Исследователи из Инженерной школы Тафтса считают, что нашли способ, который действительно работает. Они разработали метод борьбы с раком у мышей с помощью вакцины, которая настолько сильна и точна, что уничтожает опухоли и даже предотвращает их рецидив.
Противораковая вакцина работает аналогично вакцинам против COVID от Pfizer и Moderna, которые доставляют мРНК в крошечных пузырьках липидов (молекул жира), которые в конечном итоге сливаются с клетками организма, позволяя клеткам «считывать» мРНК и производить вирусные антигены, небольшие фрагменты вируса. вирус, активизирующий иммунную систему .
Противораковая вакцина также доставляет мРНК в крошечных пузырьках, но мРНК кодирует антигены, обнаруженные в раковых клетках , а пузырьки, называемые липидными наночастицами, могут нацеливаться на лимфатическую систему, где «обучаются» иммунные клетки , так что ответ значительно мощнее.
«То, что мы делаем сейчас, — это разработка мРНК-вакцин следующего поколения с использованием технологии доставки липидных наночастиц, способных воздействовать на определенные органы и ткани», — сказал Цяобин Сюй, профессор биомедицинской инженерии. «Нацеливание на лимфатическую систему помогло нам преодолеть многие проблемы, с которыми столкнулись другие при разработке противораковой вакцины». Об исследовании сообщается в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences .
К настоящему времени в клинических испытаниях участвовало более 20 противораковых вакцин с мРНК, но обычно большая часть мРНК оказывается в печени. Хотя антигены, вырабатываемые в печени, все еще могут вызывать иммунный ответ, остается риск воспаления и повреждения печени. Реакция могла бы быть более эффективной и продолжительной, если бы большее количество вакцины было направлено в лимфатическую систему, где В-клетки, Т-клетки и другие клетки иммунной системы концентрируются и учатся бороться с нежелательными вторжениями.
Сюй и его команда ранее разработали липидные наночастицы (LNP), предназначенные для редактирования генов в мозге и печени , а также генную терапию для легких , чтобы обратить генетическое состояние в мышиной модели . Нацеливание достигается путем изменения химической структуры липидов, из которых состоят пузырьки, а также других добавок, пока исследователи не найдут комбинацию, которая предпочтительнее для интересующего органа. В этом случае они обнаружили LNP, которые концентрировались в лимфатических узлах после их подкожного введения мышам. Исследователи считают, что LNP собирают молекулы из кровотока на своей поверхности, и эти выбранные молекулы связываются со специфическими рецепторами в органе-мишени.
Было обнаружено, что текущие LNP, используемые в вакцине Pfizer против COVID-19, способствуют доставке в печень по сравнению с лимфатической системой в соотношении четыре к одному. Команда Tufts изменила эту избирательность с помощью своего нового LNP, предпочтя лимфатическую доставку печени в соотношении три к одному.
Лимфатическая система, которая включает знакомые лимфатические узлы, которые часто увеличиваются во время инфекции, является важной мишенью для вакцин, потому что именно здесь приобретается иммунитет против чужеродного антигена или, в данном случае, ракового антигена. Если рассматривать тело как поле битвы — против вирусов, бактерий, паразитов и опухолей, а В-клетки и Т-клетки — как солдат, то лимфатические узлы — это учебный лагерь, где В-клетки и Т-клетки тренируются, чтобы быть более активными. эффективен против врага.
Ключевым элементом этой подготовки является участие дендритных клеток и макрофагов — «сержантов-инструкторов» иммунной системы, которые вводят антигены в Т- и В-клетки и помогают им активизироваться.
Поскольку большее количество вакцины попадает в лимфатические узлы , исследователи из Тафтса обнаружили, что противораковая вакцина поглощается примерно третью дендритных клеток и макрофагов. Это значительно больше, чем с обычными вакцинами, а больше «сержантов-инструкторов» означает больше обученных «солдат» В- и Т-клеток и более мощный ответ против опухолей, несущих тот же антиген, что и в вакцине.
Именно это и обнаружили исследователи. Мыши с метастатической меланомой , которых лечили вакциной против лимфатических узлов, продемонстрировали значительное ингибирование опухолей и 40-процентный показатель полного ответа — отсутствие опухолей — без рецидивов в долгосрочной перспективе, когда ее комбинировали с другой существующей терапией, помогающей предотвратить рак. клетки от подавления иммунного ответа.
Все мыши, которые находились в полной ремиссии, предотвратили образование новых опухолей при более позднем введении метастатических опухолевых клеток , что свидетельствует о том, что противораковая вакцина привела к отличной иммунной памяти.
«Вакцины против рака всегда были проблемой, потому что опухолевые антигены не всегда выглядят такими «чужеродными», как антигены вирусов и бактерий, а опухоли могут активно подавлять иммунный ответ », — сказал Джинджин Чен, научный сотрудник Университета Тафтса. является частью исследовательской группы Qiaobing Xu. «Эта противораковая вакцина вызывает гораздо более сильный ответ и способна нести мРНК как больших, так и малых антигенов. Мы надеемся, что она может стать универсальной платформой не только для противораковых вакцин, но и для более эффективных вакцин против вирусов и других патогенов. "