Вакцина против рака на основе ДНК вызывает иммунную атаку на опухоли

Исследователи показали, что персонализированные вакцины против рака, сделанные с использованием ДНК, могут запрограммировать иммунную систему на поражение злокачественных опухолей, включая рак груди и поджелудочной железы.

Исследователи провели исследование на мышах с раком груди и на одном пациенте с поздней стадией рака поджелудочной железы.

Вакцины COVID-19, разработанные с использованием фрагментов генетической информации, которые заставляют нашу иммунную систему распознавать вирусные инфекции и бороться с ними, стали спасателями в глобальной борьбе за прекращение пандемии.

Новое исследование показало, что аналогичный подход к вакцинам может быть использован для создания персонализированных вакцин, которые программируют иммунную систему на поражение злокачественных опухолей. Опухоли, включая рак груди и поджелудочной железы.

Специально созданные вакцины предназначены для нацеливания на мутировавшие белки, называемые неоантигенами, которые уникальны для опухолей пациента. В отличие от вакцин COVID-19, производимых Moderna и Pfizer / BioNTech, которые основаны на генетическом материале, называемом мРНК, персонализированные вакцины против рака изготавливаются с использованием ДНК.


графика подписки внутри себя


«Мы взяли небольшой образец ткани опухоли у 25-летнего пациента мужского пола с поздней стадией рака поджелудочной железы и использовали его для разработки персонализированной вакцины на основе уникальной генетической информации, содержащейся в этой опухоли», - говорит Уильям Гилландерс, профессор хирургия в Медицинской школе Вашингтонского университета в Сент-Луисе и старший автор статьи в журнале Геномная медицина.

«Мы думаем, что это первый отчет об использовании вакцины неоантигенной ДНК у человека, и наш мониторинг подтверждает, что вакцина успешно вызвала иммунный ответ, направленный на определенные неоантигены в опухоли пациента», - говорит Гилландерс.

В исследовании изучается, как можно улучшить методы, используемые для создания персонализированных противораковых вакцин, чтобы помочь организму развить более эффективный и продолжительный иммунный ответ, направленный на борьбу с опухолями.

Результаты также показывают, что персонализированная ДНК-вакцина в сочетании с другими иммунотерапии может вызвать устойчивый иммунный ответ, способный уменьшить количество раковых опухолей груди у мышей. Хотя ДНК-вакцина не уменьшала опухоли у пациента с раком поджелудочной железы, она вызвала измеримый иммунный ответ, нацеленный на опухоль.

Гилландерс, которая занимается лечением пациентов с раком груди в онкологическом центре Siteman 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, например, те, которые основаны на мРНК, дендритных клетки и синтетические пептиды.

Поскольку неоантигенная ДНК-вакцина 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 рентабельны в производстве по сравнению с другими платформами неоантигенных вакцин, такими как, например, те, которые используют дендритные клетки или мРНК, что делает платформу ДНК-вакцины привлекательной для неоантигенных вакцин», - говорит Гилландерс. «Платформа ДНК-вакцины также может быть легко сконструирована для включения нескольких неоантигенов. В вакцину также могут быть включены дополнительные иммуномодуляторы для усиления иммунных ответов ».

Как и другие персонализированные вакцины, которые сейчас разрабатываются, платформа ДНК-вакцины нацелена на неоантигены, аномальные фрагменты белка, которые образуются в результате 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, поднимает красный флаг для иммунной системы, посылая армию специализированных иммунных клеток, называемых Т-клетками, для поиска и уничтожения опухоли.

Хотя в теории этот процесс кажется простым, 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 вероятность запуска сложного, пошагового каскада естественных иммунных ответов. Любая ошибка может привести к ослаблению или даже отказу иммунного ответа.

Как указано в новом исследовании, неоантигенная ДНК-вакцина может быть оптимизирована для улучшения процесса презентации. Небольшие различия в длине эпитопа (части антигена, распознаваемой иммунной системой), расстоянии и аминокислотной последовательности могут привести к важным изменениям в том, как неоантигены представлены иммунной системе. Даже в этом случае раковые опухоли часто находят способы избежать успешных атак.

В этом исследовании Гилландерс и его команда намеревались решить эти проблемы, используя новейшие инструменты секвенирования генов следующего поколения, новые методы прогнозного моделирования и вычислительные алгоритмы, основанные на биоинформатике - все это предназначено для точной настройки процесса создания вакцины.

Полученные данные свидетельствуют о том, что более длинные фрагменты эпитопа более эффективны при запуске длительного иммунного ответа, который включает как CD8, так и CD4 Т-клетки; что мутантный маркер, который маркирует неоантигены и клонируется в конец последовательности эпитопа, может значительно повысить его распознавание иммунной системой; и что даже самые хорошо представленные эпитопы редко бывают успешными в сокращении опухолей, если они не сопровождаются дополнительным инструментом иммунотерапии, таким как блокада контрольных точек анти-PD-L1.

«Несмотря на то, что первоначальный клинический опыт является многообещающим, предстоит еще многое сделать, чтобы усовершенствовать вакцины и оценить их эффективность на животных моделях и в клинических испытаниях. Но это важный первый шаг, который указывает нам правильное направление », - говорит Гилландерс.

Об авторах

Поддержку работе оказали Сьюзен Г. Комен из организации «Лекарство»; онкологический центр Элвина Дж. Ситмана; Национальный институт здоровья (NIH); Национальный институт рака; и Фонд Барнс-Еврейской больницы. - Первоначальное исследование

Похожие книги:

Тело ведет счет: мозг, разум и тело в исцелении травмы

Бессель ван дер Колк

Эта книга исследует связи между травмой и физическим и психическим здоровьем, предлагая идеи и стратегии для исцеления и восстановления.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Дыхание: новая наука об утерянном искусстве

Джеймс Нестор

Эта книга исследует науку и практику дыхания, предлагая идеи и методы для улучшения физического и психического здоровья.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Парадокс растений: скрытые опасности «здоровой» пищи, вызывающие болезни и увеличение веса

Стивен Р. Гандри

Эта книга исследует связи между диетой, здоровьем и болезнями, предлагая идеи и стратегии для улучшения общего состояния здоровья и хорошего самочувствия.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Код иммунитета: новая парадигма настоящего здоровья и радикального омоложения

Джоэл Грин

Эта книга предлагает новый взгляд на здоровье и иммунитет, опираясь на принципы эпигенетики и предлагая идеи и стратегии для оптимизации здоровья и старения.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа

Полное руководство по голоданию: исцелите свое тело с помощью прерывистого, чередующегося и длительного голодания

д-р Джейсон Фанг и Джимми Мур

Эта книга исследует науку и практику голодания, предлагая идеи и стратегии для улучшения общего состояния здоровья и хорошего самочувствия.

Нажмите для получения дополнительной информации или для заказа