Иммунотерапия на основе листерии повысила выживаемость мышей с раком поджелудочной железы

Бактерия Listeria monocytogenes заражает клетки опухолевого микроокружения и может служить платформой для таргетной доставки терапевтических молекул. Ученые из США создали аттенуированную листерию, экспрессирующую сильный иммуноген — столбнячный токсоид. Эффективность такой листерии в комбинации со стандартным химиотерапевтическим препаратом гемцитабином продемонстрировали на мышах.

Credit:
drmicrobe | 123rf.com

Аденокарцинома протоков поджелудочной железы, как правило, обнаруживается на поздней стадии и трудно поддаются лечению. Существующие химиотерапевтические схемы, включающие цитостатический препарат гемцитабин, ненамного увеличивают выживаемость пациентов. Ученые из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна (США) предложили новый подход к лечению этого вида рака, основанный на доставке в опухоль стоблнячного токсоида с помощью бактерии Listeria monocytogenes.

Как правило, первую прививку от столбняка дети получают в очень раннем возрасте. Вакцина представляет собой столбнячный токсоид, или анатоксин — инактивированный фрагмент столбнячного токсина. Авторы новой работы использовали столбнячный токсоид в качестве неоантигена, который реактивирует специфические T-клетки памяти, сформировавшиеся после вакцинации.

Ранее было показано, что Listeria monocytogenes привлекает и заражает миелоидные супрессорные клетки (myeloid-derived suppressor cells, MDSC), которые в большом количестве формируются у пациентов и модельных мышей с раком. Если листерия попадает в MDSC опухолевого микроокружения, она распространяется дальше в опухоль по уникальному для этой бактерии механизму передачи от клетки к клетке. Это означает, что листерию можно использовать для таргетной доставки противоопухолевых молекул.

Авторы новой работы трансформировали аттенуированную листерию конструкцией, кодирующий столбнячный токсоид. Они подтвердили секрецию молекулы в среду и констатировали способность инженерной бактерии заражать и убивать клетки опухоли поджелудочной железы in vitro. Так как столбнячный токсоид — сильный иммуноген, ученые предположили, что в экспериментах in vivo инженерная листерия будет элиминироваться из организма быстрее, чем листерия дикого типа. Они подобрали достаточно высокую дозу (107 КОЕ) и ввели ее в брюшную полость мышам с опухолью поджелудочной железы. На седьмой день после инъекции бактерия не детектировалась в нормальных тканях, но присутствовала в первичной опухоли и метастазах.

Ученые обнаружили, что секреция столбнячного токсоида повышается, если мыши получали инженерную листерию в комбинации с гемцитабином. Несмотря на то, что гемцитабин убивает бактерию in vitro, in vivo ее численность в опухоли увеличивалась.

На следующем этапе авторы иммунизировали молодых мышей линии KPC, у которых развивается рак поджелудочной железы, двумя дозами вакцины от столбняка, а затем при первых признаках опухоли и метастазов начали цикл лечения комбинацией листерии с гемцитабином. Контрольные мыши получали только бактерию, только гемцитабин или солевой раствор. Ученые обнаружили сильную активацию CD4+ и CD8+ T-клеток только у мышей из групп бактерии, что говорит о высокой специфичности T-клеточной памяти. Иммуногистохимический анализ выявил у таких мышей повышенное содержание функциональных CD4+ T-клеток в опухоли. РНК-секвенирование опухолей подтвердило апрегуляцию генов этих клеток. Кроме того, в опухоли была повышена экспрессия генов апоптоза и главного комплекса гистосовместимости II. Это означает, что листерия, экспрессирующая столбнячный токсоид, превращает «холодные» опухоли в иммунологически «горячие».

В дальнейших экспериментах выяснилось, что MDSC опухоли оказывают сильное иммуносупрессивное действие. Гемцитабин значительно снижает количество MDSC, а гемцитабин вместе с листерией дают еще более выраженный эффект и сильно изменяют опухолевое микроокружение в сторону иммуннологической активности.

Наконец, ученые показали, что комбинация листерии с гемцитабином сокращает размеры опухоли и количество метастазов у модельных мышей как с ранней, так и с поздней стадией рака. Этот эффект был опосредован активными CD4+ T-клетками. При этом модифицированная листерия сама по себе достаточно безопасна для мышей: полулетальная доза бактерии во много раз превышает дозу, которая использовалась в эксперименте.

По мнению авторов, новый подход может лечь в основу иммунотерапии опухоли протоков поджелудочной железы и других типов рака.

Еще о доставке лекарств в опухоль с помощью бактерий — на PCR.NEWS.

Источник

Benson Chellakkan Selvanesan, et al. Listeria delivers tetanus toxoid protein to pancreatic tumors and induces cancer cell death in mice. // Science Translational Medicine, 23 Mar 2022, Vol 14, Issue 637; DOI: 10.1126/scitranslmed.abc1600

Пресс-релиз

Добавить в избранное

Вам будет интересно