Kolumbijos mokslininkai sukūrė bakterijas, kurios lavina imuninę sistemą, kad sunaikintų vėžines ląsteles, atverdamos duris naujai vėžio vakcinų klasei, kuri naudojasi natūraliomis bakterijų savybėmis, nukreiptomis į vėžinius navikus. Šios mikrobinės vėžio vakcinos gali būti pritaikytos individualiai, kad būtų užpultas kiekvieno individo pirminis vėžinis navikas ir metastazės, ir netgi gali užkirsti kelią pasikartojimui ateityje.
Atlikti tyrimai ir rezultatai
Atliekant tyrimus, kuriuose naudojamos pelės, bakterinė vakcina padidino imuninę sistemą, kad slopintų pirminio ir metastazavusio vėžio augimą arba daugeliu atvejų juos pašalino. Visa tai paliekant sveikas kūno dalis ramybėje.
Tyrimo rezultatai, buvo paskelbti spalio 16 d. buvo „Nature“ svetainėje.
Bakterinė vakcina pasirodė esanti veiksmingesnė nei peptidinės terapinės vakcinos nuo vėžio, kurios buvo naudojamos daugelyje ankstesnių vėžio klinikinių tyrimų.
„Svarbus mūsų sistemos pranašumas yra jos unikalus gebėjimas koordinuoti restruktūrizavimą ir aktyvuoti visas imuninės sistemos rankas, kad sukeltų produktyvų priešnavikinį imuninį atsaką. Manome, kad dėl šios priežasties sistema taip gerai veikia pažangiuose kietųjų navikų modeliuose, kuriuos buvo ypač sunku gydyti kitais imunoterapiniais metodais“, – sako Andrew Redenti, Kolumbijos universiteto Vagelos gydytojų ir chirurgų koledžo medicinos mokslų daktaras / doktorantas, padėjęs vadovauti tyrimui. .
„Grynasis poveikis yra tas, kad bakterinė vakcina gali kontroliuoti arba pašalinti pažengusių pirminių ar metastazavusių navikų augimą ir padidinti išgyvenamumą pelių modeliuose”, – sako Kolumbijos universiteto doktorantas Jongwonas Im, padėjęs vadovauti tyrimo bakterijų inžinerijos aspektams. .
Bakterinė vakcina yra individualizuota kiekvienam navikui. „Kiekvienas vėžys yra unikalus – naviko ląstelės turi skirtingas genetines mutacijas, kurios jas skiria nuo normalių sveikų ląstelių. Programuodami bakterijas, nukreipiančias imuninę sistemą į šias vėžiui būdingas mutacijas, galime sukurti veiksmingesnius gydymo būdus, skatinančius paties paciento imuninę sistemą aptikti ir sunaikinti vėžines ląsteles“, – sako Nicholas Arpaia, PhD , mikrobiologijos ir imunologijos docentas. Kolumbijos universiteto Vagelos gydytojų ir chirurgų koledže, kuris vadovavo tyrimui kartu su Tal Danino, PhD , Kolumbijos inžinerijos mokyklos biomedicinos inžinerijos docentu.
„Kadangi mes ir toliau integruojame papildomus saugos optimizavimus per tolesnį genetinį programavimą, artėjame prie šios terapijos bandymo pacientams”, – priduria Arpaia.
Bakterijos kaip vėžio gydymas
Vėžiui gydyti bakterijos buvo naudojamos nuo XIX amžiaus pabaigos, kai Niujorko ligoninės chirurgas Williamas Coley pastebėjo auglio regresiją kai kuriems pacientams, kurių neoperuotiems navikams buvo suleista bakterijų. Bakterijos vis dar naudojamos kaip gydymas pacientams, sergantiems ankstyvos stadijos šlapimo pūslės vėžiu.
Dabar mokslininkai žino, kad kai kurios bakterijos gali natūraliai migruoti į navikus ir juos kolonizuoti, kad jos gali klestėti aplinkoje, kurioje dažnai trūksta deguonies, ir vietoje išprovokuoti imuninį atsaką. Tačiau tokiu būdu bakterijos paprastai tiksliai nekontroliuoja ir nenukreipia imuninio atsako į vėžį.
„Vien šios savybės paprastai nesuteikia bakterijoms pakankamai galios, kad paskatintų imuninį atsaką, galintį sunaikinti naviką, tačiau jos yra geras atspirties taškas kuriant naują vėžio gydymo sritį“, – sako Arpaia.
Saugiai sužadinkite kelias imuninės sistemos dalis
Naujoji sistema prasideda nuo probiotinės E. coli bakterijų padermės. Tada mokslininkai atliko daugybę genetinių modifikacijų, kad tiksliai kontroliuotų, kaip bakterijos sąveikauja su ir lavina imuninę sistemą, kad paskatintų naviko žudymą.
Sukurtos bakterijos koduoja baltymų taikinius, vadinamus neoantigenais, kurie būdingi gydomam vėžiui. Šie bakterijų pernešami neoantigenai treniruoja imuninę sistemą, kad ji būtų nukreipta į vėžines ląsteles, kurios skatina tuos pačius baltymus, ir atakuoti jas. Neoantigenai naudojami kaip naviko taikiniai, kad normalios ląstelės, kuriose trūksta šių vėžį žyminčių baltymų, liktų vienos. Dėl bakterinės sistemos pobūdžio ir mokslininkų sukurtų papildomų genetinių modifikacijų šie bakterinio vėžio gydymo būdai taip pat įveikia imunosupresinius mechanizmus, kuriuos navikai naudoja imuninei sistemai blokuoti.
Kaip saugumo priemonė, genetinės modifikacijos taip pat yra skirtos blokuoti įgimtą bakterijų gebėjimą išvengti imuninių atakų prieš save. Tai reiškia, kad sukurtas bakterijas imuninė sistema gali lengvai atpažinti ir pašalinti, o nerandant naviko, jos greitai pašalinamos iš organizmo.
Bandymai su pelėmis
Mokslininkai nustatė, kad šios sudėtingai užprogramuotos bakterinio vėžio vakcinos įdarbina daugybę imuninių ląstelių, kurios atakuoja naviko ląsteles, tuo pačiu užkertant kelią atsakams, kurie paprastai slopintų naviko nukreiptus imuninius išpuolius.
Bakterinė vakcina taip pat sumažino vėžio augimą, kai buvo skiriama pelėms, kol joms neatsirado navikų, ir užkirto kelią tų pačių navikų ataugimui pelėms, kurios buvo išgydytos, o tai rodo, kad vakcina gali užkirsti kelią vėžiui atsinaujinti pacientams, patyrusiems remisiją.
Personalizavimas
Žmonėms pirmasis žingsnis kuriant šias mikrobines vakcinas būtų paciento vėžio seka ir jo unikalių neoantigenų nustatymas naudojant bioinformatiką. Tada bakterijos būtų sukurtos taip, kad gamintų didelius kiekius nustatytų neoantigenų, taip pat kitus imunomoduliuojančius veiksnius.
Suleidžiamos pacientui, kurio navikai turi būti gydomi, bakterijos patenka į navikus ir nuolat gamina bei tiekia savo naudingą kiekį inžinerinių „vaistų“. Suaktyvinus bakterinę vakciną, imuninė sistema būtų paskatinta pašalinti vėžines ląsteles, išplitusias visame kūne ir užkirsti kelią tolesniam metastazių vystymuisi.
Kadangi kiekvienas navikas turi savo neoantigenų rinkinį, imunoterapija būtų pritaikyta kiekvienam pacientui. „Laikas iki gydymo pirmiausia priklausys nuo to, kiek laiko užtruks naviko sekvencija. Tada mums tereikia sukurti bakterijų štampus, o tai gali būti gana greita. Bakterijas gali būti paprasčiau gaminti nei kai kurias kitas vakcinų platformas“, – sako Danino.
Bakterijos taip pat skirtos neutralizuoti vėžio gebėjimą greitai mutuoti ir išvengti gydymo. „Kadangi mūsų platforma leidžia mums pristatyti tiek daug skirtingų neoantigenų, teoriškai naviko ląstelėms tampa sunku prarasti visus tuos taikinius vienu metu ir išvengti imuninio atsako”, – sako Arpaia.
Tyrėjai mano, kad jų požiūris gali būti sėkmingas ten, kur ankstesnės vakcinos nuo vėžio nepasiteisino. Pastaruoju atveju, nors gali būti sukeltas imuninis atsakas prieš naviko neoantigenus, tiesioginis imunosupresinės naviko aplinkos moduliavimas nėra atliktas tokiu mastu.
„Bakterijos taip pat leidžia tiekti didesnę vaistų koncentraciją, nei galima toleruoti, kai šie junginiai sistemiškai tiekiami visame kūne“, – sako Arpaia. „Čia galime apriboti patekimą tiesiai į naviką ir lokaliai moduliuoti, kaip stimuliuojame imuninę sistemą.
