Исследовательская группа из Массачусетского университета в Амхерсте недавно объявила, что новая вакцина на основе наночастиц успешно предотвратила различные агрессивные виды рака, включая меланому, рак поджелудочной железы и тройной негативный рак молочной железы в экспериментах на мышах. Исследования показали, что, в зависимости от типа рака, до 88% вакцинированных мышей оставались без опухолей на протяжении всего периода испытаний, и эта стратегия значительно уменьшала или даже полностью предотвращала метастазирование рака в организме в многочисленных исследованиях.
Ядром этой вакцины-кандидата является «суперадъювантная» платформа, состоящая из липидных наночастиц, которые могут одновременно инкапсулировать и стабильно доставлять две разные иммуностимулирующие молекулы, а затем объединять их со специфическими раковыми антигенами или «опухолевыми лизатами» из самой опухоли. По мнению исследовательской группы, эта конструкция имитирует способ, которым патогены посылают множественные «сигналы опасности» в иммунную систему, тем самым более эффективно активируя врожденные иммунные клетки, заставляя их эффективно представлять антигены и инициировать реакцию уничтожения Т-клеток против опухолей, одновременно создавая устойчивую иммунную память.
На первом этапе исследования исследователи соединили платформу наночастиц с известными пептидными антигенами меланомы, вакцинировали мышей, а затем через три недели ввели клетки меланомы, чтобы имитировать воздействие опухоли. Результаты показали, что 80% мышей, получивших эту «суперадъювантную» нановакцину, сохранили выживаемость без опухолей в течение периода наблюдения до 250 дней, в то время как в контрольной группе, которая получала традиционные вакцины, ненано-смеси или не получала вакцинацию, у всех развились опухоли и они умерли в течение 35 дней. В то же время в экспериментах, имитирующих гематогенную диссеминацию и метастазирование, в легких мышей, вакцинированных нановакциной, метастазы не появлялись, тогда как в легких всех контрольных животных были обнаружены явные опухолевые узелки, что подчеркивает ее потенциал в блокировании метастазирования.
Руководитель исследования Прабхани Атукорале, доцент кафедры биомедицинской инженерии школы, отметил, что команда описала эту защиту как «иммунитет памяти». Его преимущество в том, что иммунная память не ограничивается определенной частью, а распространяется по всему организму, поддерживая тем самым долговременное патрулирование и бдительность в отношении раковых клеток, которые могут появиться в будущем. Ее предыдущая работа показала, что аналогичные конструкции нанопрепаратов могут уменьшить или даже устранить существующие опухоли поджелудочной железы у мышей, а это еще раз показывает, что ту же платформу можно также использовать в качестве профилактической вакцины для создания линии защиты до того, как опухоли сформируются.
Однако разработка специализированных антигенов для каждого вида рака часто требует сложного и дорогостоящего генетического секвенирования и биоинформатического анализа. Чтобы преодолеть это препятствие, команда попыталась использовать «опухолевые лизаты» из более прямых источников в качестве антигенов на втором этапе, объединив все компоненты убитых раковых клеток с нано-суперадъювантами для создания вакцины, и проверила ее защитное действие против меланомы, аденокарциномы протоков поджелудочной железы и тройного негативного рака молочной железы на мышах. Результаты были поразительными: на модели рака поджелудочной железы 88% вакцинированных мышей отвергли образование опухоли; в модели рака молочной железы этот показатель составил 75%, а в модели меланомы — 69%. Все вакцинированные мыши, у которых не было опухолей во время первоначального заражения, также продемонстрировали сильную устойчивость к метастазам, когда им впоследствии системно вводили раковые клетки.
Гриффин Кейн, первый автор статьи и постдокторант школы, сказал, что сильный опухолеспецифичный ответ Т-клеток является ключом к продлению выживаемости и предотвращению рецидивов. Причина, по которой эта наноплатформа может значительно усилить реакцию Т-клеток, заключается в том, что она решает проблему «несовместимости» между многими многообещающими иммунными адъювантами: в традиционных препаратах множеству иммуностимулирующих молекул часто трудно стабильно сосуществовать из-за различий в молекулярных свойствах, в то время как липидные наночастицы могут совместно инкапсулировать и координировать высвобождение различных адъювантов, как «отдел-носитель», тем самым достигая многоканальной активации врожденного иммунитета и эффективной презентации антигена.
Исследователи полагают, что эта система наночастиц обеспечивает прочную основу для создания «платформенной» вакцины, которую можно адаптировать к различным видам рака. Ожидается, что в будущем ее будут использовать в качестве терапевтической вакцины против рака, чтобы помочь диагностированным пациентам контролировать свое заболевание и снизить риск рецидива и метастазирования. Он также может обеспечить программы профилактической иммунизации для групп высокого риска. Сосредоточив внимание на этой основной технологии, Атукорале и Кейн стали сооснователями стартапа NanoVax Therapeutics, целью которого является продвижение клинической трансформации этой платформы, завершение проверки безопасности и эффективности «снижения рисков», а также расширение охвата большего количества типов рака и сценариев лечения.
Соответствующее исследование было опубликовано в журнале «Медицина» со статьей «Суперадъювантные наночастицы для платформенной вакцинации от рака». В настоящее время команда планирует дальнейшую разработку терапевтических вакцин против рака на основе существующей базы и начала ранние трансляционные исследования. Исследователи также подчеркнули, что этот прогресс зависит от поддержки нескольких учреждений, таких как факультет биомедицинской инженерии, Институт прикладных наук о жизни и Сотрудничающая медицинская школа на территории кампуса. Междисциплинарное пересечение является ключом к продвижению технологии наноиммунизации из лаборатории в клинику.