Η επιτυχία των εμβολίων mRNA κατά του SARS-CoV-2 κατά τη διάρκεια της πανδημίας COVID-19 άλλαξε την επιστήμη των εμβολίων. Τώρα, η ίδια βραβευμένη με Νόμπελ τεχνολογία προσαρμόζεται για την καταπολέμηση του καρκίνου, με πειραματικά εμβόλια mRNA να δοκιμάζονται ήδη κατά του μελανώματος, του μικροκυτταρικού καρκίνου του πνεύμονα, του καρκίνου της ουροδόχου κύστης και αρκετών άλλων καρκίνων. Οι ερευνητές ελπίζουν ότι αυτά τα εμβόλια μπορεί τελικά να προσφέρουν ισχυρούς νέους τρόπους πρόληψης και θεραπείας ασθενειών.
Μια νέα μελέτη από την Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον στο Σεντ Λούις αποκάλυψε ένα απροσδόκητο χαρακτηριστικό του πώς λειτουργούν αυτά τα εμβόλια κατά του καρκίνου. Σε πειράματα με ποντίκια, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι τα εμβόλια για τον καρκίνο του mRNA ήταν εξαιρετικά αποτελεσματικά ακόμη και όταν ένα κύτταρο του ανοσοποιητικού που θεωρούνταν από καιρό απαραίτητο έλειπε. Αντίθετα, ένα άλλο στενά συνδεδεμένο ανοσοποιητικό κύτταρο παρεμβαίνει για να εξαπολύσει μια ισχυρή επίθεση κατά των όγκων.
Αποτελέσματα, δημοσιευμένα η φύσηΤα αποτελέσματα παρέχουν νέες ιδέες για το πώς το ανοσοποιητικό σύστημα ανταποκρίνεται στα εμβόλια mRNA και μπορεί να βοηθήσουν τους ερευνητές να σχεδιάσουν πιο αποτελεσματικά εμβόλια κατά του καρκίνου στο μέλλον.
«Υπάρχει μεγάλο ενδιαφέρον για την εφαρμογή των προσεγγίσεων εμβολίου mRNA που χρησιμοποιούνται κατά τη διάρκεια της πανδημίας COVID-19 στο πρόβλημα της πρόκλησης αντικαρκινικής ανοσίας», δήλωσε ο ανώτερος συγγραφέας Kenneth M. Murphy, MD, PhD, Καθηγητής Παθολογίας και Ανοσολογίας Eugene OP Centennial στο WashU Medicine. «Καθορίζοντας ποια ανοσοκύτταρα εμπλέκονται και πώς συντονίζουν την απόκριση, προσφέρουμε στους προγραμματιστές εμβολίων κάποιες πρόσθετες μηχανιστικές γνώσεις που πρέπει να λάβουν υπόψη όταν στοχεύουμε στη βελτιστοποίηση αυτών των εμβολίων κατά των πρωτεϊνών όγκου».
Ο Murphy είναι επίσης ερευνητής στο Siteman Cancer Center στο Barnes-Jewish Hospital and WashU Medicine.
Πώς τα εμβόλια για τον καρκίνο του mRNA ενεργοποιούν το ανοσοποιητικό σύστημα
Τα εμβόλια mRNA παρέχουν γενετικές οδηγίες, γνωστές ως αγγελιοφόρος RNA, που λένε στα κύτταρα του ανοσοποιητικού να κάνουν μικρά κομμάτια πρωτεΐνης. Αυτά τα θραύσματα πρωτεΐνης εκπαιδεύουν το ανοσοποιητικό σύστημα να αναγνωρίζει και να επιτίθεται στα κύτταρα που φέρουν την ίδια πρωτεΐνη. Για τα εμβόλια κατά του καρκίνου, οι πρωτεΐνες επιλέγονται επειδή είναι μοναδικές στους όγκους, επιτρέποντας στα κύτταρα του ανοσοποιητικού να εντοπίσουν και να καταστρέψουν καρκινικά κύτταρα, ενώ αφήνουν τους υγιείς ιστούς σε μεγάλο βαθμό ανεπηρέαστους.
Μια ομάδα ανοσοκυττάρων που ονομάζονται δενδριτικά κύτταρα διαδραματίζουν κεντρικό ρόλο σε αυτή τη διαδικασία παράγοντας θραύσματα πρωτεΐνης από οδηγίες mRNA. Ένας άλλος τύπος ανοσοκυττάρων, γνωστός ως Τ κύτταρα, αναζητά και καταστρέφει τα κύτταρα που φέρουν αυτήν την πρωτεΐνη.
Για χρόνια, οι ερευνητές πίστευαν ότι ένας υποτύπος δενδριτικών κυττάρων που ονομάζεται CDC1 ήταν ο κύριος οδηγός αυτής της απόκρισης. Αν και το cDC1 είναι πολύ γνωστό ότι εκκινεί τα Τ κύτταρα για να επιτεθεί σε κύτταρα μολυσμένα με ιούς, οι επιστήμονες δεν κατανοούν πλήρως εάν η ίδια διαδικασία συμβαίνει μετά τον εμβολιασμό με mRNA κατά ιών ή καρκίνου.
Για τη διερεύνηση, ο Murphy συνέγραψε τον William E. Gillanders, MD, συνεργάστηκε με την καθηγήτρια χειρουργικής Mary Culver στο WashU Medicine. Χρησιμοποιώντας μοντέλα ποντικών που δεν είχαν κύτταρα cDC1 ή έναν σχετικό υποτύπο που ονομάζεται cDC2, η ομάδα διερεύνησε πώς το mRNA κάθε κυτταρικού πληθυσμού συνέβαλε στην ανοσολογική απόκριση μετά τον εμβολιασμό κατά του καρκίνου.
Ο Γκίλαντερς, γιατρός-επιστήμονας και χειρουργός ογκολόγος, έχει επίσης αναπτύξει ένα ερευνητικό εμβόλιο κατά του τριπλού αρνητικού καρκίνου του μαστού και θεραπεύει ασθενείς στο Κέντρο Καρκίνου Siteman.
Απροσδόκητες δράσεις των κυττάρων του ανοσοποιητικού
Οι δοκιμές αποκάλυψαν ένα απροσδόκητο αποτέλεσμα. Τα ποντίκια που εμβολιάστηκαν με το εμβόλιο για τον καρκίνο του mRNA εξακολουθούσαν να δημιουργούν ισχυρές αποκρίσεις Τ-λεμφοκυττάρων ακόμα και όταν δεν είχαν κύτταρα cDC1.
Τα ίδια ποντίκια μπόρεσαν να αναπτύξουν όγκους σαρκώματος, καρκίνους που αναπτύσσονται σε συνδετικούς ιστούς όπως το λίπος, οι μύες, τα νεύρα, τα αιμοφόρα αγγεία, τα οστά και οι χόνδροι. Επειδή οι όγκοι καθαρίστηκαν επιτυχώς παρά την απουσία κυττάρων cDC1, οι ερευνητές κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι ένας άλλος τύπος κυττάρων του ανοσοποιητικού συστήματος πρέπει να βοηθήσει στην ενεργοποίηση της απόκρισης καταπολέμησης του καρκίνου.
Η έρευνά τους δείχνει κύτταρα cDC2.
Μελέτες έχουν δείξει ότι τα κύτταρα cDC2 μπορούν να ενεργοποιήσουν τα Τ κύτταρα και να βοηθήσουν στην πρόληψη της ανάπτυξης του όγκου. Είναι ενδιαφέρον ότι τα Τ κύτταρα που ενεργοποιούνται από τα cDC1 και cDC2 εμφανίζουν ελαφρώς διαφορετικά μοριακά «δακτυλικά αποτυπώματα», υποδηλώνοντας ότι μπορεί να παίζουν συμπληρωματικούς ρόλους. Αυτές οι διαφορές μπορεί να παρέχουν στους ερευνητές νέες ευκαιρίες για τη βελτίωση των μελλοντικών εμβολίων κατά του καρκίνου.
Η ομάδα διαπίστωσε επίσης ότι τα εμβολιασμένα ποντίκια που δεν είχαν κύτταρα cDC2, καθώς και τα ποντίκια με άθικτους και τους δύο υποτύπους δενδριτικών κυττάρων, παρουσίασαν με επιτυχία ανοσοαποκρίσεις και απέρριψαν την ανάπτυξη του όγκου. Μαζί, αυτά τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι τα εμβόλια για τον καρκίνο του mRNA εξαρτώνται από τα κύτταρα cDC1 και cDC2 για τη δημιουργία αποτελεσματικής ανοσίας στον όγκο.
Ένας πρόσφατα αναγνωρισμένος μηχανισμός εμβολίου
Περαιτέρω πειράματα έδειξαν ότι τα κύτταρα cDC2 φαίνεται να ενεργοποιούν τα Τ κύτταρα μέσω ενός έμμεσου μηχανισμού. Αντί να κάνουν τις ίδιες τις πρωτεΐνες του εμβολίου, βασίζονται σε άλλα κύτταρα για να διαβάσουν τις οδηγίες του mRNA, να φτιάξουν την πρωτεΐνη, να την κόψουν σε μικρά κομμάτια και να την εμφανίσουν στην επιφάνειά τους.
Αυτά τα κύτταρα στη συνέχεια μεταφέρουν το σύμπλοκο μεμβράνης που φέρει το πρωτεϊνικό θραύσμα στα κύτταρα cDC2 μέσω μιας διαδικασίας ήδη γνωστής ως «διασταυρούμενη επίδεση». Τα κύτταρα cDC2 μπορούν στη συνέχεια να παρουσιάσουν πρωτεΐνες όγκου στα Τ κύτταρα, τα οποία βοηθούν στην έναρξη μιας ανοσοποιητικής επίθεσης.
“Αυτή η εργασία αποκαλύπτει έναν νέο τρόπο με τον οποίο τα εμβόλια mRNA εμπλέκουν το ανοσοποιητικό σύστημα — μέσω τόσο του cDC1 όσο και του cDC2 — που εξηγεί την ισχύ τους και δίνει στους ερευνητές συγκεκριμένους στόχους για να κάνουν τα μελλοντικά εμβόλια κατά του καρκίνου mRNA πιο αποτελεσματικά”, δήλωσε ο Gillanders. «Αυτό θα μπορούσε να βελτιώσει τη σύνθεση και τη δοσολογία του εμβολίου, να εξηγήσει πιθανώς γιατί ορισμένοι ασθενείς ανταποκρίνονται καλύτερα στα εμβόλια από άλλους και να προτείνει στρατηγικές για να γίνουν τα εμβόλια πιο αποτελεσματικά».
