Progressi nei vaccini contro il cancro che mirano ai neoantigeni
La ricerca sui vaccini basati su neoantigeni punta a migliorare la risposta immunitaria contro il cancro.
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Indice
- Cosa sono i neoantigeni?
- Come funzionano i vaccini tumorali
- Utilizzare lentivirus per una migliore somministrazione del vaccino
- Decidere la migliore struttura del vaccino
- Il ruolo di PEG10 nella somministrazione del vaccino
- Utilizzare CpG-ODN per una risposta immunitaria potenziata
- Testare ePAC in modelli di laboratorio
- Comprendere la risposta del sistema immunitario a ePAC
- L'importanza delle terapie combinate
- Espandere lo studio a modelli più complessi
- Testare ePAC nei sistemi umani
- Conclusione
- Fonte originale
Il cancro continua a essere una delle malattie più difficili da trattare. I ricercatori stanno sempre cercando nuovi modi per migliorare i trattamenti, e una delle aree promettenti è l'uso di vaccini che mirano a parti specifiche delle cellule tumorali, noti come Neoantigeni. I neoantigeni si formano quando le cellule tumorali hanno mutazioni che non si trovano nelle cellule sane. Poiché queste mutazioni sono uniche per il tumore, possono attivare una forte risposta immunitaria.
Cosa sono i neoantigeni?
I neoantigeni derivano da cambiamenti nel DNA delle cellule tumorali. Questi cambiamenti possono essere causati da diversi fattori come errori durante la divisione cellulare, influenze ambientali o infezioni virali. A differenza delle proteine normali presenti nelle cellule sane, i neoantigeni possono essere riconosciuti dal sistema immunitario, permettendo al corpo di attaccare e uccidere le cellule tumorali. Gli scienziati credono che i vaccini creati da questi neoantigeni possano aiutare il sistema immunitario a identificare e distruggere i tumori in modo più efficace.
Come funzionano i vaccini tumorali
I vaccini tumorali in genere funzionano introducendo un mix di neoantigeni e sostanze chiamate adiuvanti nel corpo. Gli adiuvanti aiutano ad aumentare la risposta immunitaria al vaccino. Quando questi componenti del vaccino entrano nel corpo, vengono assorbiti da cellule immunitarie speciali chiamate cellule dendritiche. Una volta attivate, queste cellule dendritiche aiutano a stimolare una risposta immunitaria contro le cellule tumorali.
Tuttavia, una delle sfide con i vaccini tradizionali è che i neoantigeni e gli adiuvanti possono essere eliminati dal corpo molto rapidamente. Questo può limitare la loro efficacia nel combattere il cancro.
Utilizzare lentivirus per una migliore somministrazione del vaccino
Una soluzione per migliorare la somministrazione dei vaccini è l'uso di lentivirus. I lentivirus sono un tipo di virus che può trasferire in modo efficiente materiale genetico nelle cellule ospiti. I ricercatori hanno scoperto che attaccando la proteina che vogliono somministrare al lentivirus, possono creare un metodo di somministrazione del vaccino più efficace. La proteina può essere rilasciata all'interno delle cellule ospiti dove può poi stimolare una risposta immunitaria.
Per garantire la sicurezza, il lentivirus utilizzato non si integra permanentemente nel DNA della cellula ospite. Invece, consegna le proteine necessarie e permette loro di funzionare senza causare cambiamenti duraturi nel genoma dell'ospite.
Decidere la migliore struttura del vaccino
Quando progettano un vaccino, i ricercatori hanno scoperto che la struttura del vaccino è cruciale. Ad esempio, la lunghezza dei legami proteici e il rapporto delle proteine coinvolte nel vaccino possono influenzare l'efficacia del vaccino.
Mentre i ricercatori continuano a sviluppare vaccini, stanno anche guardando ad altri tipi di virus, come quelli che causano epatite o HIV, per creare particelle simili a virus (VLP). Le VLP possono essere progettate per trasportare gli antigeni necessari a stimolare una risposta immunitaria.
Il ruolo di PEG10 nella somministrazione del vaccino
PEG10 è una proteina derivata da un tipo di virus che può essere ingegnerizzata per trasportare neoantigeni. I ricercatori hanno ingegnerizzato PEG10 per creare quella che viene chiamata una particella simile a un virus endogeno (eVLP). Collegando i neoantigeni desiderati a PEG10, possono creare una particella che imita un virus ma non causa malattia. Questa particella può quindi essere utilizzata per somministrare proteine specifiche per il tumore alle cellule immunitarie in modo più efficace.
Negli studi di laboratorio, quando PEG10 è legato ai neoantigeni tumorali, mostra promise nel consegnare queste proteine alle cellule immunitarie, migliorando così la risposta immunitaria contro i tumori.
CpG-ODN per una risposta immunitaria potenziata
UtilizzarePer migliorare ulteriormente la risposta immunitaria, i ricercatori stanno esaminando una sostanza chiamata CpG-ODN. Questa è una molecola sintetica che può stimolare una risposta immunitaria da sola ed è riconosciuta dalle cellule immunitarie. Quando è legata all'eVLP, CpG-ODN aumenta la capacità del vaccino di stimolare le cellule dendritiche, portando a una risposta immunitaria più forte.
Combinando PEG10 con CpG-ODN, i ricercatori hanno sviluppato un nuovo framework chiamato ePAC che sembra essere efficace nel stimolare una risposta immunitaria contro i tumori.
Testare ePAC in modelli di laboratorio
Vari studi di laboratorio hanno dimostrato che ePAC può essere efficace nel incoraggiare le cellule immunitarie ad attaccare il cancro. In test, ePAC ha mostrato di attivare significativamente le cellule immunitarie in modelli di cancro al fegato, portando a risposte immunitarie migliorate e a una riduzione della crescita tumorale.
Questi test spesso coinvolgono l'uso di modelli animali, come i topi, che sono stati impiantati con cellule tumorali per vedere quanto bene funziona il vaccino in un organismo vivente. I topi trattati con ePAC hanno mostrato un aumento notevole dell'attività immunitaria, che era correlato a una riduzione della dimensione del tumore.
Comprendere la risposta del sistema immunitario a ePAC
Il sistema immunitario è complesso e coinvolge molti tipi di cellule diverse che lavorano insieme per combattere la malattia. Dopo aver somministrato ePAC, i ricercatori cercano aumenti nei livelli di specifiche cellule immunitarie, come le cellule T, che sono fondamentali per mirare e distruggere le cellule tumorali.
La presenza di queste cellule immunitarie indica solitamente che il sistema immunitario del corpo sta rispondendo al vaccino. I ricercatori controllano anche la presenza di sostanze chiamate citochine, che sono proteine che aiutano a regolare la risposta immunitaria. Una forte presenza di queste cellule e proteine è un buon segno che il vaccino sta funzionando.
L'importanza delle terapie combinate
Mentre ePAC mostra promesse, i ricercatori stanno anche considerando di combinarlo con altri trattamenti per migliorarne ulteriormente l'efficacia. L'immunoterapia, che è un tipo di trattamento che aiuta il sistema immunitario a combattere il cancro, può funzionare bene insieme ai vaccini neoantigenici. Ci sono prove che aggiungere altri agenti di immunoterapia, come anticorpi specifici che mirano agli inibitori immunitari, può aumentare l'efficacia di ePAC.
Espandere lo studio a modelli più complessi
I ricercatori stanno anche studiando come ePAC funzioni in ambienti più complessi che mimano meglio le condizioni umane. Ad esempio, possono usare topi modificati geneticamente per avere sistemi immunitari simili a quelli umani. Questi modelli consentono ai ricercatori di osservare come il vaccino potrebbe interagire con le risposte immunitarie umane in modo più accurato.
Testare ePAC nei sistemi umani
L'obiettivo finale della ricerca su ePAC è vedere quanto possa essere efficace negli esseri umani. Studi iniziali nelle cellule immunitarie umane hanno mostrato che ePAC può stimolare le cellule T contro proteine tumorali specifiche. Questi primi test aiutano a preparare il terreno per futuri trial clinici, dove ePAC può essere testato su persone con cancro.
Conclusione
Lo sviluppo di vaccini tumorali, in particolare quelli basati su neoantigeni come ePAC, rappresenta una direzione entusiasmante nel trattamento del cancro. Ingenerizzando efficacemente proteine come PEG10 e utilizzando metodi per potenziare le risposte immunitarie, i ricercatori mirano a migliorare il modo in cui trattiamo il cancro. Con studi e trial clinici in corso, c'è speranza di portare queste terapie innovative ai pazienti e migliorare i risultati per coloro che soffrono di cancro.
Man mano che questo campo continua a crescere, promette di introdurre opzioni di trattamento più efficaci, potenzialmente salvando vite e fornendo nuova speranza ai pazienti in tutto il mondo. Il futuro del trattamento del cancro potrebbe trovarsi nei progressi dei vaccini tumorali e nel potere del sistema immunitario di riconoscere ed eliminare le cellule cancerose.
Titolo: Engineering PEG10 assembled endogenous virus-like particles with genetically encoded neoantigen peptides for cancer vaccination
Estratto: Tumor neoantigen peptide vaccines hold potential for boosting cancer immunotherapy, yet efficiently co-delivering peptides and adjuvants to antigen-presenting cells in vivo remains challenging. Virus-like particle (VLP), which is a kind of multiprotein structure organized as virus, can deliver therapeutic substances into cells and stimulate immune response. However, the weak targeted delivery of VLP in vivo and its susceptibility to neutralization by antibodies hinder their clinical applications. Here, we firstly designed a novel protein carrier using the mammalian-derived capsid protein PEG10, which can self-assemble into endogenous VLP (eVLP) with high protein loading and transfection efficiency. Then, an engineered tumor vaccine, named ePAC, was developed by packaging genetically encoded neoantigen into eVLP with further modification of CpG-ODN on its surface to serve as an adjuvant and targeting unit to dendritic cells (DCs). Significantly, ePAC can efficiently target and transport neoantigens to DCs, and promote DCs maturation to induce neoantigen-specific T cells. Moreover, in mouse orthotopic liver cancer and humanized mouse tumor models, ePAC combined with anti-TIM-3 exhibited remarkable antitumor efficacy. Overall, these results support that ePAC could be safely utilized as cancer vaccines for antitumor therapy, showing significant potential for clinical translation.
Autori: Xiaolong Liu, R. Tang, L. Guo, T. Wei, T. Chen, H. Yang, H. Ye, F. Lin, Y. Zeng, H. Yu, Z. Cai
Ultimo aggiornamento: 2024-07-17 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.25.591213
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.25.591213.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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