Нова наночастинкова вакцина успішно запобігла розвитку кількох агресивних видів раку в мишей, зокрема раку підшлункової залози та меланоми. Лікування активувало потужну імунну пам’ять, завдяки чому до 88% вакцинованих мишей залишалися без пухлин, а поширення раку було зупинене. Навчивши імунну систему розпізнавати ракові антигени, вакцина продемонструвала тривалий захист і широкий потенціал застосування. Наночастинкова вакцина демонструє сильні профілактичні властивості проти раку в мишей Дослідницька група з Університету Массачусетса в Амгерсті показала, що вакцина на основі наночастинок може успішно запобігати меланомі, раку підшлункової залози та тричі негативному раку молочної залози в мишей. Залежно від типу раку, до 88% вакцинованих мишей залишалися без пухлин, а підхід зменшував — а в деяких випадках повністю блокував — поширення раку в організмі. «Створюючи наночастинки, які активують імунну систему через багатошляхову стимуляцію у поєднанні зі специфічними раковими антигенами, ми можемо запобігти росту пухлин із вражаючими показниками виживання», — пояснює Прабгані Аткурале, доцент кафедри біомедичної інженерії Інженерного коледжу Річчо в UMass Amherst і відповідальний автор роботи. Попередні дослідження Аткурале показали, що її дизайн наночастинкових препаратів може зменшувати або повністю усувати наявні пухлини в мишей. Нові результати довели, що ця сама технологія працює й як профілактичний засіб. Тестування вакцини з антигенами меланоми На першому етапі дослідження науковці поєднали платформу наночастинок із добре відомими пептидами меланоми (антигенами, подібними до тих, що містяться у вакцинах проти грипу). Це поєднання активувало Т-клітини, які були «навчені» розпізнавати й знищувати клітини меланоми. Через три тижні після вакцинації мишам ввели клітини меланоми. Вісімдесят відсотків мишей, які отримали цю «супераджувантну» наночастинкову вакцину, залишалися без пухлин і вижили протягом усіх 250 днів експерименту. Усі миші, яким ввели традиційну вакцину, не наночастинкову формулу або не ввели нічого, розвинули пухлини й не прожили понад 35 днів. Вакцина також запобігла поширенню меланоми в легені. Коли мишей піддали системному впливу клітин меланоми — у моделі, що імітує метастазування — жодна з вакцинованих наночастинками мишей не утворила пухлин у легенях, тоді як усі інші миші їх отримали. «Метастази — найбільший виклик у боротьбі з раком», — каже Аткурале. — «Переважна більшість смертей від раку як і раніше спричинена саме метастазами, і вони майже перекреслюють усі наші зусилля в лікуванні важкодоступних видів, таких як меланома та рак підшлункової залози». Тривала імунна пам’ять по всьому організму Аткурале називає цей захист «імунітетом пам’яті». «Це велика перевага імунотерапії, оскільки пам’ять зберігається не лише локально», — зазначає вона. — «Ми маємо системну пам’ять, а це дуже важливо. Імунна система охоплює всю географію організму». Перший етап тестування використовував антигени, розроблені спеціально для меланоми. Але створення унікальних антигенів для кожного окремого виду раку потребує секвенування геному або передових біоінформатичних методів. Щоб обійти цю проблему, дослідники провели другий експеримент, використавши зруйновані пухлинні клітини — так званий пухлинний лізат. Вакциновані наночастинками миші потім були піддані впливу клітин меланоми, аденокарциноми підшлункової залози або тричі негативного раку молочної залози. Високий рівень відторгнення пухлин у кількох видів раку Результати виявилися вражаючими. Відторгнення пухлин спостерігалося у 88% випадків раку підшлункової залози, 75% випадків раку молочної залози та 69% випадків меланоми. Усі миші, які залишилися без пухлин, також виявили повну стійкість до метастазів після повторного системного впливу ракових клітин. «Тумор-специфічні Т-клітинні відповіді, які ми здатні сформувати, — це ключ до підвищення виживання», — пояснює Ґріффін Кейн, постдокторський дослідник UMass Amherst і перший автор статті. — «Ми спостерігаємо дуже інтенсивну імунну активацію, коли стимулюємо вроджені імунні клітини цією формулою, і це запускає презентацію антигенів та підготовку Т-клітин-вбивць». Як наночастинкова вакцина створює потужну імунну відповідь Ця потужна активація Т-клітин стала можливою завдяки унікальній структурі наночастинок у вакцині. Будь-яка вакцина — незалежно від захворювання — містить два основні компоненти: антиген та ад’ювант. Антиген — це частина патогена (у цьому випадку ракових клітин), яка навчає імунну систему розпізнавати ціль. Ад’ювант же стимулює імунну систему, щоб вона сприймала антиген як загрозу та створила сильніший захист. Лабораторія Аткурале створює вакцини, які імітують природні сигнали небезпеки, що активують імунітет. Для ефективної імунної відповіді потрібні кілька «сигналів тривоги», які діють через різні шляхи. «Останніми роками ми зрозуміли, що вибір ад’юванта є надзвичайно важливим, тому що він задає другий сигнал, необхідний для правильного запуску Т- і В-клітин», — зазначає Аткурале. Багато перспективних ад’ювантів у раковій імунотерапії погано поєднуються один з одним на молекулярному рівні — подібно до того, як вода і масло розділяються. Щоб подолати це обмеження, команда створила ліпідну наночастинку «супераджувант», яка може капсулювати й доставляти два різних імунних стимулятори в стабільній та скоординованій формі. До універсальної платформи ракових вакцин Дослідники вважають, що ця наночастинкова система може стати гнучкою платформою для багатьох видів раку. Вони також бачать потенціал як для лікування, так і для профілактики — особливо у людей із високим ризиком розвитку онкології. Ця концепція лягла в основу стартапу, створеного Аткурале та Кейном, під назвою NanoVax Therapeutics. «Основною технологією, на якій заснована наша компанія, є саме ця наночастинка та такий підхід до лікування», — каже Кейн. — «Це платформа, яку розробила Прабгані. Стартап дозволяє нам просувати ці ідеї до реальних застосувань з кінцевою метою — покращити життя пацієнтів».