Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Μασαχουσέτης στο Άμχερστ ανέπτυξαν ένα νανοσωματιδιακό εμβόλιο που κατάφερε να αποτρέψει την εμφάνιση επιθετικών μορφών καρκίνου σε ποντίκια, όπως το μελάνωμα, ο παγκρεατικός καρκίνος και ο τριπλά αρνητικός καρκίνος του μαστού. Ανάλογα με τον τύπο του καρκίνου, έως και το 88% των εμβολιασμένων ποντικιών δεν εμφάνισαν όγκους, ενώ το εμβόλιο μείωσε (και σε ορισμένες περιπτώσεις απέτρεψε πλήρως) τη μετάσταση του καρκίνου στο υπόλοιπο σώμα.
Η επικεφαλής της μελέτης, Prabhani Atukorale, επίκουρη καθηγήτρια βιοϊατρικής μηχανικής στο Κολλέγιο Μηχανικών Riccio του πανεπιστημίου, εξήγησε ότι ο σχεδιασμός των νανοσωματιδίων βασίστηκε στην πολυπαραγοντική ενεργοποίηση του ανοσοποιητικού συστήματος. «Συνδυάζοντας αυτήν την ενεργοποίηση με καρκινικά αντιγόνα, μπορούμε να αποτρέψουμε την ανάπτυξη όγκων με εντυπωσιακά ποσοστά επιβίωσης», ανέφερε. Η μελέτη δημοσιεύτηκε στις 9 Οκτωβρίου στο περιοδικό Cell Reports Medicine.
Πώς το εμβόλιο κατά του καρκίνου χάρισε ανοσία στα ποντίκια
Η Atukorale είχε ήδη αποδείξει στο παρελθόν ότι η νανοσωματιδιακή θεραπεία της μπορούσε να συρρικνώσει ή και να εξαλείψει όγκους σε ποντίκια. Αυτή τη φορά, η ομάδα της απέδειξε ότι η ίδια τεχνολογία μπορεί να εμποδίσει την εμφάνιση καρκίνου εξαρχής.
Στο πρώτο πείραμα, οι ερευνητές συνδύασαν τα νανοσωματίδια με γνωστά πεπτίδια μελανώματος (αντιγόνα που λειτουργούν όπως τα αδρανοποιημένα τμήματα ιών στα εμβόλια της γρίπης) ώστε να «εκπαιδεύσουν» τα Τ κύτταρα να αναγνωρίζουν και να καταστρέφουν τα καρκινικά κύτταρα. Τρεις εβδομάδες αργότερα, τα ποντίκια εκτέθηκαν σε κύτταρα μελανώματος.
Το 80% των ποντικιών που έλαβαν το νανοσωματιδιακό εμβόλιο παρέμειναν χωρίς όγκους και επιβίωσαν σε όλη τη διάρκεια της μελέτης (250 ημέρες). Αντίθετα, όλα τα υπόλοιπα ποντίκια (όσα δηλαδή έλαβαν παραδοσιακά εμβόλια, άλλες φόρμουλες ή καθόλου εμβόλιο) ανέπτυξαν όγκους και πέθαναν μέσα σε 35 ημέρες.
Το εμβόλιο απέτρεψε επίσης τη μετάσταση στους πνεύμονες. Όταν οι ερευνητές προκάλεσαν τεχνητά τη διασπορά μελανώματος, κανένα από τα εμβολιασμένα ποντίκια δεν εμφάνισε όγκους στους πνεύμονες, ενώ όλα τα υπόλοιπα ανέπτυξαν μεταστάσεις.
«Η μετάσταση είναι η μεγαλύτερη πρόκληση στον καρκίνο», τόνισε η Atukorale. «Οι περισσότεροι θάνατοι οφείλονται σε αυτήν, και παραμένει το βασικό εμπόδιο ειδικά σε δύσκολους καρκίνους όπως το μελάνωμα και ο παγκρεατικός καρκίνος».
Η ίδια χαρακτήρισε το φαινόμενο αυτό «ανοσία μνήμης». «Αυτό είναι το μεγάλο πλεονέκτημα της ανοσοθεραπείας», εξήγησε. «Η ανοσιακή μνήμη δεν περιορίζεται τοπικά· διατηρείται σε ολόκληρο τον οργανισμό, κάτι εξαιρετικά σημαντικό».
Στην πρώτη φάση των δοκιμών χρησιμοποιήθηκαν γνωστά αντιγόνα για το μελάνωμα. Ωστόσο, η δημιουργία αντιγόνων για κάθε μορφή καρκίνου απαιτεί συχνά εκτεταμένη γονιδιωματική ή βιοπληροφορική ανάλυση. Για να απλοποιηθεί η διαδικασία, οι ερευνητές δημιούργησαν μια δεύτερη εκδοχή του εμβολίου, χρησιμοποιώντας καρκινικά κύτταρα που είχαν θανατωθεί προερχόμενο απευθείας από τον καρκίνο. Τα ποντίκια που εμβολιάστηκαν με αυτή τη νέα εκδοχή εκτέθηκαν αργότερα σε κύτταρα μελανώματος, παγκρεατικού αδενοκαρκινώματος και τριπλά αρνητικού καρκίνου του μαστού.
Τα αποτελέσματα ήταν εντυπωσιακά: το 88% των ποντικιών με παγκρεατικό καρκίνο, το 75% με καρκίνο του μαστού και το 69% με μελάνωμα δεν εμφάνισαν όγκους. Επιπλέον, όλα τα ποντίκια που παρέμειναν χωρίς καρκίνο μετά τον εμβολιασμό αντιστάθηκαν και στη μετάσταση όταν εκτέθηκαν εκ νέου σε καρκινικά κύτταρα.
«Οι αντικαρκινικές αποκρίσεις των Τ κυττάρων που καταφέρνουμε να ενεργοποιήσουμε είναι το κλειδί πίσω από αυτό το αποτέλεσμα», εξήγησε ο Griffin Kane, μεταδιδακτορικός ερευνητής και πρώτος συγγραφέας της μελέτης. «Παρατηρούμε έντονη ανοσολογική ενεργοποίηση, που κάνει τα έμφυτα ανοσοκύτταρα να παρουσιάζουν αντιγόνα και να ενεργοποιούν τα Τ κύτταρα που καταστρέφουν τους όγκους».
Η αποτελεσματικότητα αυτή οφείλεται στον ειδικό σχεδιασμό του εμβολίου. Όπως εξήγησε η ομάδα, κάθε εμβόλιο περιλαμβάνει δύο βασικά συστατικά: το αντιγόνο και τον ανοσοενισχυτή. Το αντιγόνο είναι το στοιχείο που διδάσκει στο ανοσοποιητικό σύστημα τι να αναγνωρίζει και να καταπολεμά, ενώ ο ανοσοενισχυτής ενεργοποιεί το ανοσοποιητικό ώστε να το αντιμετωπίσει ως ξένο εισβολέα.
Το εργαστήριο της Atukorale εμπνεύστηκε από τον φυσικό τρόπο με τον οποίο τα παθογόνα διεγείρουν την ανοσία. Για να υπάρξει ισχυρή αντίδραση, το σώμα χρειάζεται πολλαπλά «σήματα κινδύνου» που ενεργοποιούν διαφορετικούς μηχανισμούς. «Τα τελευταία χρόνια έχουμε συνειδητοποιήσει πόσο καθοριστική είναι η επιλογή του ανοσοενισχυτή, γιατί είναι αυτός που δίνει το δεύτερο σήμα που απαιτείται για τη σωστή ενεργοποίηση των Τ και Β κυττάρων», ανέφερε η Atukorale.
Το πρόβλημα είναι ότι πολλοί από τους πιο ισχυρούς ανοσοενισχυτές δεν «αναμιγνύονται» καλά μεταξύ τους. Για να ξεπεράσει αυτό το εμπόδιο, η ομάδα της σχεδίασε έναν «σούπερ ανοσοενισχυτή» με βάση τα λιπιδικά νανοσωματίδια, ικανό να μεταφέρει σταθερά δύο διαφορετικούς ανοσοενισχυτές που ενεργοποιούν το ανοσοποιητικό σύστημα με συντονισμένο τρόπο.
Οι ερευνητές θεωρούν ότι η τεχνολογία αυτή μπορεί να αποτελέσει πλατφόρμα που θα εφαρμοστεί σε πολλούς τύπους καρκίνου, τόσο για θεραπευτικούς όσο και για προληπτικούς σκοπούς, ειδικά σε άτομα με αυξημένο κίνδυνο εμφάνισης της νόσου.
Η Atukorale και ο Kane ίδρυσαν τη νεοφυή εταιρεία NanoVax Therapeutics, με στόχο να αξιοποιήσουν εμπορικά αυτή την τεχνολογία. «Η εταιρεία μας βασίζεται σε αυτή την πλατφόρμα και την προσέγγιση θεραπείας που ανέπτυξε η Prabhani», εξήγησε ο Kane. «Στόχος μας είναι να προωθήσουμε την έρευνα προς την κλινική πράξη, ώστε να βελτιώσουμε τη ζωή των ασθενών».
Επόμενος στόχος της ομάδας είναι η ανάπτυξη θεραπευτικού εμβολίου, και όπως δήλωσαν οι ερευνητές, τα πρώτα βήματα προς αυτή την κατεύθυνση έχουν ήδη ξεκινήσει.
