Sviluppato un vaccino “on-demand” contro il cancro

 

Prevede il caricamento di cellule tumorali con nanoparticelle fototermiche, irradiandole con irradiazione laser, raccogliendo e uccidendo le cellule tumorali per preparare il vaccino e poi iniettarlo nell’individuo.

 

Sulla base dell’irradiazione laser nel vicino infrarosso (NIR) non invasiva e facile da manipolare, i ricercatori dell’Istituto di ingegneria di processo (IPE) dell’Accademia cinese delle scienze e dell’Università dell’Accademia cinese delle scienze (UCAS) hanno sviluppato un design flessibile e potente per il vaccino “on-demand” a cellule tumorali intere (TCV).

Il concetto prevede il caricamento di cellule tumorali con nanoparticelle fototermiche, irradiandole con irradiazione laser NIR, raccogliendo e uccidendo le cellule tumorali per preparare il TCV, quindi iniettando il vaccino nell’individuo.

Dopo una singola iniezione, l’irradiazione NIR aggiuntiva viene applicata al sito di vaccinazione. Le nanoparticelle nel TCV rispondono all’irradiazione NIR, aumentando così la risposta immunitaria.

Questa spinta on-demand alla risposta immunitaria aiuta a sopprimere efficacemente la crescita del tumore. Lo studio è stato pubblicato su Nature Communications il 26 luglio.

I vaccini contro il tumore sono stati a lungo riconosciuti come strumenti promettenti per l’immunoterapia del cancro poiché utilizzano il sistema immunitario del corpo per combattere le cellule tumorali.

Tuttavia, tra i vaccini tumorali, i TCV sono distintivi perché contengono tutti gli antigeni nelle cellule tumorali del paziente non solo un gruppo selezionato.

I TCV possono indurre più facilmente una risposta immunitaria nel paziente poiché rispondono a una gamma più ampia di antigeni rispetto ai normali vaccini tumorali.

Per migliorare l’immunogenicità delle cellule tumorali inattivate nei vaccini, sono stati esplorati metodi correlati all’adiuvante.

Tuttavia, la maggior parte degli approcci comporta processi complessi e dispendiosi in termini di tempo. Un’altra sfida con i TCV è la necessità di dosaggi multipli e l’assenza di regimi personalizzati.

In risposta a queste carenze, i ricercatori hanno cercato di sviluppare TCV efficienti e monodose che consentano una spinta on-demand alla risposta immunitaria al fine di abbinare le risposte immunitarie eterogenee dei singoli pazienti.

“In questo studio, abbiamo sviluppato un TCV che supporta una strategia di irradiazione multipla a singola iniezione per la manipolazione on-demand della risposta immunitaria locale”, ha detto MENG Jiaqi, primo autore dell’articolo.

Nella preparazione del vaccino, i ricercatori hanno inizialmente caricato nanoparticelle fototermiche nelle cellule tumorali.

L’irradiazione laser NIR ha successivamente indotto le cellule tumorali a sovraesprimere le proteine da shock termico (HSP) come adiuvanti endogeni.

Le cellule tumorali sono state quindi inattivate attraverso un processo di congelamento-scongelamento prima di preparare il vaccino (TCV).

Dopo una singola vaccinazione, i ricercatori hanno applicato l’irradiazione laser NIR nel sito di vaccinazione, producendo così una lieve infiammazione indotta localmente.

Ciò ha promosso il reclutamento, l’attivazione e la presentazione di cellule dendritiche che hanno poi attivato le cellule T nel linfonodo per la successiva uccisione delle cellule tumorali.

Il Prof. TIAN Zhiyuan dell’UCAS ha osservato che l’irradiazione laser NIR a bassissima potenza potrebbe generare “abbastanza” ipertermia locale per promuovere questo processo infiammatorio.

“Per monitorare il tasso di crescita del tumore, abbiamo proposto un indicatore: la fluttuazione del tasso di crescita tumorale (FTGR)”, ha detto il Prof. MA Guanghui dell’IPE.

“FTGR potrebbe fornire lo standard per un aumento razionale on-demand della risposta immunitaria tramite ripetute irradiazioni laser NIR nel sito di vaccinazione”.

I ricercatori hanno dimostrato l’efficacia di questa strategia TCV on-demand utilizzando vari modelli di xenotrapianto murino derivati da linee cellulari tumorali (tra cui carcinoma mammario triplo negativo, carcinoma del colon, carcinoma polmonare e carcinoma pancreatico) e in particolare uno xenotrapianto – in un modello murino con un sistema immunitario umanizzato – derivato da un paziente con cancro al pancreas.

“La strategia TCV on-demand ha dimostrato una buona flessibilità e una potente efficacia terapeutica e, sebbene attualmente in fase di ricerca preclinica, ha un grande potenziale per future applicazioni cliniche”, ha affermato il Prof. WEI Wei dell’IPE.

Un peer reviewer di Nature Communications ha dichiarato: “I dati terapeutici sembrano promettenti”. Un altro recensore ha sottolineato che “l’approccio qui descritto è sufficientemente innovativo e la sua versatilità, basata sulla possibilità di effettuare più cicli di irradiazione laser in base alla progressione della malattia, è particolarmente promettente e attraente”.

Immagine: MENG Jiaqi