Naukowcy z MIT opracowali nanocząstkę na bazie nieszkodliwego bakteriofaga M13, którą można obłożyć dowolnym antygenem nowotworowym. W badaniach na myszach szczepionka z odpowiednio dobraną gęstością antygenu chroniła przed rozwojem guzów jelita grubego. Autorzy widzą w tej platformie szansę na szczepionki dopasowane do konkretnego pacjenta.

Wirus, który nie atakuje ludzi

M13 to bakteriofag, czyli wirus infekujący bakterie, a dla człowieka jest nieszkodliwy. Zbudowany jest z jednoniciowego DNA otoczonego białkową otoczką, która tworzy długie włókno. Zespół Angeli Belcher z MIT i Instytutu Kocha od ponad 20 lat wykorzystuje go do budowy nanostruktur, z których powstawały m.in. elementy baterii, półprzewodników czy ogniw słonecznych. Teraz ten sam zestaw narzędzi zastosowano w medycynie.

Do jednego z białek otoczki, pVIII, dołącza się antygen, dopisując jego gen do DNA wirusa. Kluczowe okazało się jednak kontrolowanie, ile takich antygenów znajduje się na powierzchni cząstki. Shengnan Huang, główna autorka badania, zwiększała gęstość białek, dodając do ich sekwencji jeden lub dwa aminokwasy o ładunku ujemnym. Dodatkowa mutacja pozwalała dokładniej ją regulować, spowalniając produkcję białka antygenu.

Fag pełni też rolę adiuwantu, czyli substancji wzmacniającej odpowiedź odpornościową. Jego jednoniciowe DNA aktywuje szlak TLR9 w odporności wrodzonej, a zmiany w sekwencji genetycznej pozwoliły to działanie nasilić. Jak podkreśla Belcher, całość jest zakodowana genetycznie, więc nie trzeba dodawać osobnego adiuwantu.

Co pokazały testy na myszach

W doświadczeniach uzyskano fagi z modelowym antygenem SIINFEKL w gęstości od 6 do 70 proc. Do testów na myszach wybrano dwie wersje: 6 i 35 proc. Lepiej chroniła ta druga. Zaszczepione nią zwierzęta znacznie rzadziej chorowały po kontakcie z komórkami czerniaka niosącymi ten antygen i wytwarzały więcej limfocytów T, które go rozpoznają. Badacze wskazują, że komórki dendrytyczne, aktywujące limfocyty T, chętniej wychwytywały cząstki o wyższej gęstości antygenu.

W kolejnym eksperymencie przetestowano szczepionkę z neoantygenem ADPGK, obecnym wyłącznie w komórkach guza w mysim modelu raka jelita grubego. Myszy otrzymujące wariant o wyższej gęstości znacznie rzadziej zapadały na nowotwory jelita grubego.

Warto zaznaczyć, że w tym badaniu szczepionkę testowano jako środek zapobiegawczy. We wcześniejszych pracach zespół dostosował ją do leczenia już istniejących guzów u myszy. Alberto Danielli z Uniwersytetu w Bolonii, niezwiązany z badaniem, ocenił, że praca „dodaje kolejny element do poprawy translacyjnego potencjału platformy M13”. Chciałby też zobaczyć, czy sprawdzi się ona wobec guzów już rozwiniętych i z innymi antygenami.

Co to oznacza w praktyce

To wczesny etap badań: wyniki dotyczą myszy, a publikacja opisuje platformę technologiczną, nie gotowy lek. Do zastosowania u ludzi potrzebne byłyby kolejne badania, w tym próby kliniczne, które zwykle trwają wiele lat. Nie ma więc mowy o terapii dostępnej w polskich szpitalach w najbliższym czasie.

Z perspektywy polskiego pacjenta istotny jest sam kierunek. Spersonalizowane szczepionki przeciwnowotworowe są rozwijane na całym świecie, także w ramach badań klinicznych prowadzonych w Europie. Zaletą opisanego rozwiązania jest modułowość: zamiast budować nową platformę dla każdego nowotworu, wystarczy podmienić antygen. Jak mówi Huang, w przypadku innych nowotworów można po prostu „wstawić” inne antygeny. Czy podejście sprawdzi się u ludzi, pokażą dopiero dalsze badania.

Źródło: Phys.org – „Customizable nanoparticles show potential for delivering personalized cancer vaccines”