Липидные суперадъювантые наночастицы усиливают действие противораковых вакцин

Исследователи из медицинской школы имени Чана Массачусетского университета разработали платформу для создания высокоэффективных противораковых вакцин. Ключевым элементом этой платформы стали так называемые суперадъювантные липидные наночастицы, которые доставляют одновременно два иммунных агониста, что значительно усиливает иммунный ответ организма на раковые клетки.

В каждой противораковой вакцине есть два критически важных компонента: антиген и адъювант. Антиген — это специфический для возбудителя или опухолевой клетки молекулярный фрагмент, который иммунная система распознает и атакует, а адъювант — вещество, активирующее реакции врожденного иммунитета, запускающее и усиливающее адаптивный иммунный ответ.

В настоящее время происходит переход от цельнопатогенных вакцин к субъединичным. Этот позволяет снизить риск побочных реакций, однако приводит к ухудшению эффективности. Такие вакцины вызывают менее выраженную иммунную реакцию, что снижает активность и длительность ответа Т-клеток и, как следствие, их защитную способность.

Авторы разработали систему липидных наночастиц (суперадъювант), которая инкапсулирует сразу два иммунных агониста: гидрофильный cdGMP (циклический дигуанозинмонофосфат), агонист пути STING, и гидрофобный MPLA (монофосфорил липид А), агонист рецептора TLR4. Совместная доставка этих молекул приводит к синергетическому усилению выработки интерферонов и экспансии дендритных клеток и макрофагов, что значительно повышает эффективность презентации антигенов и активацию Т- и B-клеток. Эта синергия была оптимизирована путем подбора идеального мольного соотношения cdGMP/MPLA, равного 2,5.

Липидные наночастицы биосовместимы и биоразлагаемы. Их физико-химические свойства оптимальны: размер около 30–60 нм обеспечивает эффективный транспорт в лимфатические узлы и захват дендритными клетками, а поверхность покрыта полиэтиленгликолем (PEG) для лучшей растворимости.

Важное преимущество разработки состоит в том, что ее можно использовать для лечения различных видов рака. Платформа работает с разными типами антигенов: возможно инкапсулировать как отдельные пептиды, так и целый опухолевый лизат, что значительно упрощает адаптацию вакцины под различные типы рака без необходимости полного секвенирования опухоли или сложного биоинформатического анализа.

In vivo эксперименты проводили на мышах, моделирующих меланому, рак поджелудочной железы и тройной негативный рак молочной железы. В первом эксперименте суперадъювантные наночастицы с пептидами меланомы применяли для вакцинации мышей с последующим введением клеток меланомы; у 80% вакцинированных мышей не было обнаружено опухолей, и животные дожили до конца наблюдения (250 дней), в то время как у всех контрольных групп, которые были вакцинированы традиционными вакцинами, не содержащими наночастиц, или не были вакцинированы вовсе, опухоли развились, а мыши не прожили дольше 35 дней.

В следующем эксперименте использовались суперадъюванты, инкапсулирующие целый опухолевый лизат (убитые раковые клетки, полученные непосредственно из опухолевой массы). После вакцинации мышам вводили клетки меланомы, аденокарциномы протоков поджелудочной железы или трижды негативного рака молочной железы. Авторы показали, что у 88% мышей, которым вводили клетки рака поджелудочной железы, у 75% мышей, которым вводили клетки рака молочной железы, и у 69% мышей, которым вводили клетки меланомы, формирование первичных опухолей было предотвращено.

Новая вакцина не только защищала от первичных опухолей, но также обеспечила 100%-ную защиту при последующем системном введении раковых клеток меланомы, имитирующем метастазирование. Это свидетельствует о формировании иммунологической памяти, обеспечивающей долговременную защиту.

Разработанная платформа открывает путь к созданию персонализированных противораковых вакцин следующего поколения. Платформенный подход, позволяющий настраивать состав адъювантов и антигенов, делает систему подходящей для борьбы с различными типами опухолей, а эффективность при использовании комплексных антигенных лизатов облегчает клиническое применение без необходимости сложного и длительного прогнозирования неоантигенов.

Вакцина против мутантного белка KRAS предотвращает рецидив при раке поджелудочной железы и колоректальном раке