Универсальная вакцина против рака: прорыв в лечении солидных опухолей
Исследователи разработали новую вакцину, которая может воздействовать на любую солидную опухоль, повышая способность иммунной системы распознавать опухолевые антигены. Этот подход отличается от традиционных противораковых вакцин, которые нацелены на специфические антигены, при этом формируя долгосрочную иммунологическую память, что снижает риск рецидива. В конечном итоге такой подход может дополнить традиционные противораковые методы лечения.
Вакцины против рака являются предметом активных исследований на протяжении как минимум двух десятилетий. В отличие от традиционных вакцин, которые вводятся с профилактической целью, противораковые вакцины вводятся с лечебной целью. Первые направлены на предотвращение инфекционных заболеваний, вызываемых вирусами или бактериями, а вторые стимулируют иммунную систему к распознаванию и уничтожению раковых клеток. Однако существуют профилактические противораковые вакцины, направленные на конкретные патогены, например, вакцина против рака шейки матки.
В США первая терапевтическая противораковая вакцина, sipuleucel-T (Provenge), была одобрена FDA в 2010 году для лечения рака простаты. Другая вакцина, T-VEC (talimogene laherparepvec), была одобрена в 2015 году для лечения некоторых форм меланомы. Однако, несмотря на то, что с тех пор были проведены исследования других вакцин, ни одна из них пока не была одобрена для других показаний. Разработка таких вакцин сопряжена с рядом трудностей, в основном связанных с идентификацией опухолевых антигенов, которые в достаточной степени отличаются от здоровых клеток, чтобы вызвать эффективный и безопасный иммунный ответ.
Как правило, вакцинные подходы основаны на индукции клеточного иммунитета Т-клетками, специфичными для опухолевых антигенов и способными уничтожать соответствующие клетки. Цитотоксические Т-лимфоциты вызывают такой ответ, распознавая главные комплексы гистосовместимости (ГКГ) класса I на поверхности антигенпрезентирующих клеток (АПК).
Однако разработка высокоэффективных противораковых вакцин крайне затруднена из-за ограниченной эффективности процесса презентации антигена. Кроме того, они, как правило, нацелены на специфические антигены, что ограничивает их активность в отношении одного типа рака или группы раковых заболеваний.
Команда из Университета Тафтса (США) разработала новый, более универсальный подход, который может позволить воздействовать на любой тип солидной опухоли. «Здесь мы описываем противоопухолевую вакцину, которая использует направленную деградацию антигена для оптимизации лечения и перекрестной презентации», — объясняют исследователи в своей работе, опубликованной в журнале .
Более универсальный подход к созданию вакцин
Эффективность новой вакцины, разработанной командой Университета Тафтса, заключается в ее способности модулировать опухолевые антигены таким образом, чтобы направить их на клеточный сигнальный путь, который эффективно презентует их иммунной системе. Если использовать аналогию, то такое представление можно сравнить с полицейской процедурой, в ходе которой каждый антиген представляется иммунной системе, чтобы она могла определить, можно ли считать его подозреваемым.
Традиционный иммунный подход предполагает сбор антигенов и введение их в антигенпрезентирующие клетки, такие как макрофаги или дендритные клетки. Однако эффективность этой стратегии значительно ограничена, когда речь идет об опухолевых антигенах. Исследователи в новом исследовании усовершенствовали этот процесс, используя двухэтапный подход.
Первый этап включает в себя определение и выделение всех интересующих опухолевых белков. Для этого команда модифицировала набор из нескольких опухолевых белков с помощью соединения под названием AHPC, которое помогает направить белковые фрагменты из раковых клеток на соответствующий иммунный путь. Молекула привлекает фермент, который прикрепляет метку (убиквитин) к каждому опухолевому белку, позволяя клетке идентифицировать его и превратить во фрагменты, прежде чем представить их иммунной системе.
На втором этапе модифицированный набор опухолевых белков (так называемый «лизат») помещается в липидные пузырьки, специально разработанные для воздействия на лимфатические узлы, где производится наибольшее количество антигенпрезентирующих клеток. В отличие от традиционных противораковых вакцин, использование лизата позволяет воздействовать на любую солидную опухоль (при условии, что в лизате собраны соответствующие белки).
«Мы значительно улучшили конструкцию противораковой вакцины, сделав ее применимой к любой солидной опухоли, из которой мы можем создать лизат, возможно, даже к опухолям неизвестного происхождения, без необходимости подбирать последовательности мРНК, а также добавив еще один компонент - AHPC, который помогает направить белковые фрагменты из раковых клеток в иммунологический путь ответа», — объясняет Цяобин Сюй, соавтор исследования.
Чтобы оценить эффективность вакцины, специалисты протестировали ее на животных моделях меланомы, тройного негативного рака молочной железы, карциномы легких Льюиса и неоперабельного рака яичников. Лечение вызвало повышенный цитотоксический Т-клеточный ответ, устранив рост опухоли и последующие метастазы. Также наблюдалась долгосрочная иммунологическая память, значительно снижающая риск рецидива опухоли.
По мнению команды, вакцина в перспективе может применяться в качестве дополнения к хирургическому иссечению, химиотерапии и другим препаратам, стимулирующим активность цитотоксических Т-лимфоцитов. Это позволило бы улучшить показатели ремиссии и снизить частоту рецидивов в долгосрочной перспективе.