Учёные создали способ многократно усилить противораковые вакцины

Инженеры Массачусетского технологического института разработали новый способ усиления Т-клеточного ответа на матричные РНК-вакцины, который может значительно повысить эффективность противораковых вакцин и усилить защиту от инфекционных заболеваний. Исследование показало, что применение специальных иммуномодулирующих молекул матричной РНК позволяет активировать более мощный иммунный ответ, благодаря чему в экспериментах на мышах удалось не только замедлить рост опухолей, но и в ряде случаев полностью уничтожить их.

Большинство современных вакцин стимулируют выработку антител и Т-клеток, способных распознавать антиген. Это происходит за счет активации клеток, представляющих антиген, включая дендритные клетки. В новой работе исследователи усилили Т-клеточный ответ при помощи нового типа адъюванта — вещества, повышающего активность иммунной системы. Основой адъюванта стали молекулы матричной РНК, кодирующие гены IRF8 и NIK, которые активируют иммунные сигнальные пути и переводят иммунные клетки в более активное состояние.

По словам профессора химической инженерии Дэниела Андерсона, включение таких адъювантных молекул матричной РНК в состав вакцин существенно увеличивает количество Т-клеток, нацеленных на конкретный антиген. Эти клетки играют важнейшую роль в уничтожении зараженных вирусами клеток и раковых тканей. Соавторами исследования стали специалисты Гарвардской медицинской школы и Массачусетской больницы общего профиля.

Исследователи отметили, что существующие противораковые вакцины уже демонстрировали перспективные результаты в клинических испытаниях, а некоторые препараты были одобрены Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США для лечения отдельных видов рака. Однако у части пациентов иммунный ответ оказывается недостаточно сильным для уничтожения опухоли. Команда ученых решила усилить этот ответ, не прибегая к использованию цитокинов, которые могут вызвать чрезмерную активацию иммунной системы и опасные побочные эффекты.

Вместо этого ученые использовали молекулы матричной РНК, кодирующие IRF8 и NIK. Фермент NIK активирует сигнальный путь, связанный с иммунитетом и воспалением, а IRF8 способствует программированию дендритных клеток типа cDC1, наиболее эффективно активирующих Т-клетки. Эти клетки способны поглощать чужеродные антигены и представлять их Т-клеткам, формируя иммунный ответ.

Для доставки матричной РНК исследователи использовали липидные наночастицы, похожие на применявшиеся в вакцинах против коронавирусной инфекции, однако с иной химической структурой, позволяющей направлять их преимущественно в селезенку после внутривенного введения. Именно там частицы взаимодействуют с клетками, представляющими антиген, включая дендритные клетки. Уже через сутки после введения клетки начинают вырабатывать IRF8 и NIK, что запускает процесс их активации и созревания для формирования противоопухолевого иммунного ответа.

В течение нескольких дней популяция Т-клеток значительно увеличивается. Вместе с натуральными киллерами и другими иммунными клетками они начинают распознавать и атаковать опухоли. По словам исследователя Риддхи Дас, большинство существующих методов иммунотерапии воздействуют на иммунные клетки извне, тогда как новая технология фактически перепрограммирует их внутренние сигнальные механизмы, обеспечивая более мощный и продолжительный противоопухолевый эффект.

Технологию протестировали на нескольких моделях рака у мышей, включая агрессивный рак мочевого пузыря, карциному толстой кишки, меланому и метастатический рак легких. Практически во всех случаях введение иммуномодулирующих молекул матричной РНК вызывало выраженный Т-клеточный ответ, существенно замедляло рост опухолей, а во многих случаях приводило к их полному исчезновению. Такой эффект наблюдался даже без использования специфических опухолевых антигенов, однако при их добавлении результат становился еще более выраженным.

Кроме того, новый адъювант усилил эффективность препаратов класса ингибиторов контрольных точек иммунитета. Эти лекарства снимают блокировку, которую опухолевые клетки накладывают на Т-клетки, однако работают не у всех пациентов. Исследователи полагают, что комбинация таких препаратов с новой технологией способна значительно повысить результативность терапии.

Ученые также проверили возможность использования разработки для усиления иммунитета против вирусных инфекций. При введении новых частиц матричной РНК вместе с вакцинами против коронавирусной инфекции и гриппа у мышей наблюдалось усиление Т-клеточного ответа в 10–15 раз по сравнению с обычной вакцинацией.

Сейчас команда планирует продолжить испытания на других животных моделях, чтобы в дальнейшем адаптировать технологию для применения у людей как в онкологии, так и в борьбе с инфекционными заболеваниями. Исследователи отмечают, что, несмотря на различия между иммунными системами мышей и человека, они настроены оптимистично относительно перспектив новой платформы.