În MIT a fost dezvoltată o particulă la scară nanometrică care poate servi drept vehicul pentru vaccinuri personalizate împotriva cancerului. Structura sa sub formă de nanorod a fost concepută astfel încât sistemul imunitar să o recunoască cu ușurință și să faciliteze răspunsul imun împotriva țesutului tumoral.

Vaccinul își are baza în folosirea unui fag bacterian M13 modificat, care, sub forma unui nanorod, poate purta antigene antigene anti‑cancer. Pe suprafața fagului, antigenele sunt atașate la capătul proteinei pVIII, rezultând o structură nanometrică controlată și ușor de introdus în organism.

Prin reglarea densității antigenelor s-a dovedit în experimentele pe șoareci că o asemenea vaccinare poate preveni dezvoltarea tumorilor de colon. Configurația este modulară, astfel încât pot fi introduse diferite antigene în același sistem fără a fi necesară redesenarea întregii platforme.

Asamblarea vaccinului pe bază de fag

Capsida fagului M13 este o structură proteică filamentară lungă, folosită ca schelet al vaccinului. Antigenul este introdus în proteina pVIII, fie atașându-l la capătul acestei proteinei, fie integrându-se în codul ADN al fagului, ceea ce produce o singură structură bine definită în care antigenul poate avea o densitate reglabilă.

Cercetătorii au recunoscut că modificarea densității antigenelor pe capsid poate intensifica sau diminua răspunsul imun; în studiul actual, Huang a căutat controlul precis al acestei densități pentru a activa cât mai eficient sistemul imunitar.

Huang a descoperit că densitatea poate fi crescută prin adăugarea unuia sau doi aminoacizi încărcați negativ, iar ritmul de producție poate fi ajustat prin mutații genetice. În același timp se poate regla și un prag exact de adjuvant, deoarece fagul poate activa și calea TLR9, implicată într-unul dintre procesele imunologice.

Țintirea tumorii

Au examinat antigenul SIINFEKL în intervalul de densitate între 6% și 70%, ca model de antigen frecvent utilizat pentru a testa eficacitatea ideii vaccinului. În această gamă de densitate s-a observat cum intensitatea stimulării imunitare afectează răspunsul receptorilor și răspunsul T celular.

Au testat două vaccinuri în șoareci, cu densități de 6% și 35% a antigenului. Varianta de 35% a oferit cea mai bună protecție, iar incidența tumorilor a scăzut semnificativ. În plus, densitatea mai mare a permis generarea de mai multe celule T SIINFEKL-specifice, datorită preluării mai eficiente de către celulele dendritice și concentrării activării T celulelor.

Într-un alt experiment s-a introdus neoantigenul ADPGK, prezent în tumorile colorectale la șoareci. Vaccinul cu densitate mai mare a redus semnificativ apariția tumorilor în modelele respective. Cercetătorii au subliniat că această platformă poate fi adaptată pentru tratarea tumorilor deja existente și poate fi extinsă la alte tipuri de cancer în viitor.

Platformă modulară pentru vaccinuri personalizate

Această platformă modulară promite să ofere o bază solidă pentru vaccinuri personalizate împotriva cancerului, permițând înlocuirea antigenelor în mod simplu și adaptarea vaccinului la profilul antiggenic al tumorii unui pacient.

Potrivit lui Huang, înlocuirea diferitelor antigene face posibil ca vaccinul să devină specific pacientului și să vizeze un antigen cunoscut pentru un anumit tip de cancer.

Finanțarea proiectului a fost asigurată de Koch Institute Frontier Research Program, Marble Center for Cancer Nanomedicine și de Agenția americană DTRA, sprijin care a facilitat dezvoltarea platformei și testele inițiale.