ДНК-вакцина против рака запускает иммунную атаку на опухоли
Отрадно, что текущая в мире пандемия, поспособствовала консолидации научного сообщества на борьбу с ней, попутно открывая новые методики лечения, в том числе и в онкологии.
Вот вам этому очередное подтверждение.
Вакцины COVID-19, разработанные с использованием битов генетической информации, которые заставляют нашу иммунную систему распознавать и бороться с вирусными инфекциями, стали спасителями в глобальной борьбе за прекращение пандемии.
Теперь новое исследование показало, что подобный подход к вакцинации может быть использован для создания персонализированных вакцин , которые программируют иммунную систему для борьбы со злокачественными опухолями, включая рак молочной железы и поджелудочной железы.
Специально разработанные вакцины нацелены на мутировавшие белки, называемые неоантигенами, которые являются уникальными для опухолей пациента. В отличие от вакцин COVID-19 производства Moderna и Pfizer/BioNTech, которые основаны на генетическом материале, называемом мРНК, персонализированные вакцины против рака производятся с использованием ДНК.
“Мы взяли небольшой образец тканей опухоли 25-летнего пациента на последних стадиях рака поджелудочной железы и использовали его, чтобы разработать персонализированные вакцины на основе уникальной генетической информации самой опухоли”, - говорит Уильям Гилландерс, профессор хирургии в Медицинской школе Вашингтонского университета в Сент-Луисе и старший автор статьи в журнале геномной медицины.
“Мы думаем, что это первое сообщение об использовании ДНК-вакцины с неоантигеном у человека, и наш мониторинг подтверждает, что вакцина успешно вызвала иммунный ответ, нацеленный на специфические неоантигены в опухоли пациента”, - говорит Гилландерс.
Это исследование изучает, как методы, используемые для создания персонализированных противораковых вакцин, могут быть улучшены, чтобы помочь организму высвободить более эффективный, длительный иммунный ответ, борющийся с опухолями.
Полученные результаты также показывают, что персонализированная ДНК-вакцина в сочетании с другими методами иммунотерапии может генерировать надежный иммунный ответ, способный уменьшить количество случаев рака молочной железы у мышей. Хотя ДНК-вакцина не уменьшала опухоли у пациентов с раком поджелудочной железы, она вызывала измеримый иммунный ответ, нацеленный на опухоль.
Гилландерс, который лечит больных раком молочной железы в онкологическом центре Сайтмана при Еврейской больнице Барнса и Медицинской школе Вашингтонского университета, говорит, что платформы ДНК-вакцин предлагают некоторые важные преимущества по сравнению с другими платформами персонализированных вакцин, которые сейчас проходят ранние клинические испытания, такими как те, которые основаны на мРНК, дендритных клетках и синтетических пептидах.
Поскольку ДНК-вакцина с неоантигеном фокусирует иммунный ответ на неоантигенах, которые существуют только в опухолевых клетках, она снижает риск опасных побочных эффектов, таких как повреждение нормальных здоровых тканей или запуск непереносимости или плохой реакции на вакцину.
“ДНК-вакцины относительно просты и экономически эффективны в производстве по сравнению с другими платформами неоантигеновых вакцин, такими как те, которые используют, например, дендритные клетки или мРНК, что делает платформу ДНК-вакцин привлекательной для неоантигеновых вакцин”, - говорит Гилландерс. “Платформа ДНК-вакцины также может быть легко сконструирована для включения нескольких неоантигенов. Дополнительные иммуномодуляторы также могут быть интегрированы в вакцину для усиления иммунных реакций”.
Как и другие персонализированные вакцины, разрабатываемые в настоящее время, платформа ДНК-вакцины нацелена на неоантигены - аномальные белковые фрагменты, которые создаются по мере мутации и роста раковых опухолевых клеток. Поскольку каждый рак генерирует уникальные мутации, каждая ДНК-вакцина также уникальна и оптимизирована для одновременного воздействия на несколько неоантигенов.
Каждый неоантиген, включенный в вакцину, «включает метку» для иммунной системы, посылая армию специализированных иммунных клеток, называемых Т-клетками, искать и уничтожать опухоль, которая, как цель становится четко видимой.
В то время как процесс кажется простым в теории, дьявол кроется в деталях, и эти детали находятся в сложной внутренней работе того, как клетки обрабатывают и представляют неоантигены иммунной системе.
Чтобы вакцина была успешной, неоантигены должны быть представлены клеткам в точном формате, который максимизирует шансы запуска сложного, поэтапного каскада естественных иммунных реакций. Любой неверный шаг может привести к ослаблению или даже провалу иммунного ответа.
Как следует из документов нового исследования, ДНК-вакцина неоантигена может быть оптимизирована для улучшения процесса презентации. Небольшие различия в длине эпитопа (части антигена, распознанной иммунной системой), интервале и аминокислотной последовательности могут привести к важным изменениям в том, как неоантигены представлены иммунной системе. Даже тогда опухоли часто находят способы избежать успешных атак на них .
В этом исследовании Гилландерс и его команда решили устранить эти проблемы, используя новейшие инструменты секвенирования генов следующего поколения, новые методы прогностического моделирования и вычислительные алгоритмы на основе биоинформатики-все это было разработано для тонкой настройки процесса создания вакцины.
Полученные данные свидетельствуют о том, что более длинные фрагменты эпитопов более эффективны для запуска более длительного иммунного ответа, включающего как CD8, так и CD4 Т-клетки; что мутантный маркер, который помечает неоантигены и клонируется к концу цепочки эпитопов, может значительно увеличить его распознавание иммунной системой и что даже самые хорошо представленные эпитопы редко успешно сокращают опухоли, если не сопровождаются дополнительным средством иммунотерапии, таким как блокада контрольных точек анти-PD-L1.
“Хотя первоначальный клинический опыт является многообещающим, предстоит проделать еще большую работу по совершенствованию вакцин и оценке их эффективности на животных моделях и в клинических испытаниях. Но это важный первый шаг и указывает нам правильное направление”, - отмечает Гилландерс.