Imunitní spínač řízený světlem lze použít k zabíjení rakovinných buněk

Nedávno výzkumníci z Ústavu procesního inženýrství (IPE) Čínské akademie věd (CAS) a Čínské akademie věd (UCAS) vytvořili novou platformu vakcíny proti celé nádorové buňce (TCV), která dokáže dosáhnout optimálního pulzního posílení imunity prostřednictvím implementace blízkého infračerveného (NIR) osvětlení v místě očkování na vyžádání podle progrese nádoru. Výsledky výzkumu byly zveřejněny online v Nature Communications.
Co je celonádorová vakcína? Jaké jsou výhody celonádorové vakcíny oproti jiným nádorovým vakcínám? Jaké jsou budoucí scénáře aplikace této vakcíny? 21. srpna reportér z Science and Technology Daily vyzpovídal odborníky, kteří tento výzkum prováděli.
Vakcína celonádorových buněk má potenciál individualizované precizní terapie
Nádorové vakcíny byly dlouho považovány za nadějnou formu nádorové imunoterapie, která dokáže využít imunitní systém těla k boji proti nádorovým buňkám. Mezi nádorovými vakcínami jsou celonádorové vakcíny klasickým typem individualizované nádorové imunoterapie.
"Vakcíny s celými nádorovými buňkami jsou konkrétně nádorové vakcíny získané inaktivací celých nádorových buněk pomocí fyzikálních nebo chemických prostředků." Yanlin Lv, spoluautor článku a přidružený výzkumný pracovník na Institutu procesního inženýrství, řekl novinářům, že inaktivační léčba způsobuje, že nádorové buňky ztrácejí svou vnitřní tumorigenicitu, ale zachovává si svou imunogenicitu, takže celá vakcína proti nádorovým buňkám má kompletní sadu nádorově specifické a s nádorem spojené antigeny, které mohou vyvolat specifickou imunitní odpověď těla.
Po vakcinaci se nádorové antigeny vakcíny uvolní, což indukuje buňky prezentující antigen (třída imunitních buněk), aby je rozpoznaly, vychytaly a prezentovaly, a poté aktivují imunitní systém těla, aby specificky zabíjel nádorové buňky, a tím inhiboval růst nádoru nebo odstranění nádoru.
Podle názoru Lv Yanlina mají vakcíny z celých nádorových buněk ve srovnání s jinými nádorovými vakcínami tři hlavní výhody. „Za prvé, celonádorové vakcíny jsou z hlediska přípravy jednoduché, levné a snadno dostupné suroviny; zároveň celonádorové vakcíny obsahují všechny antigeny nádorů, čímž se lze vyhnout složité proceduře identifikace nádorových antigenů. a může vyvolat multivalentní imunitní odpověď, čímž se sníží možnost imunitního úniku." A co víc, vakcína z celých nádorových buněk má větší potenciál pro individualizovanou přesnou terapii, protože obsahuje nádorové autologní antigeny, řekl Lv Yanlin.
Všechno má ale dvě stránky a vakcíny s celými nádorovými buňkami mají své nevýhody: jejich imunogenicita je slabá a imunitní reakce, které vyvolávají, se u jednotlivých jedinců velmi liší. Proto existuje naléhavá potřeba vyvinout nové koncepty a technologie prostřednictvím interdisciplinárního mezioborového vývoje, aby bylo možné realizovat imunopotenciaci na vyžádání.
Pod vedením Ma Guanghui, akademika Čínské akademie věd a výzkumného pracovníka Ústavu procesního inženýrství, a Wei Wei, výzkumného pracovníka Ústavu procesního inženýrství, výzkumníků Ústavu založeného na výzkumném základu nádorové imunoterapie. a inženýrství biologických lékových forem po mnoho let prováděli křížovou spolupráci výzkum fotofunkčních materiálů a biomimetického inženýrství lékových forem s Tian Zhiyuanem, profesorem Fakulty chemických věd Univerzity Čínské akademie věd.
Řešení dvou hlavních problémů slabé imunogenicity a nekontrolovatelné imunitní odpovědi in vivo
Meng Jiaqi, spoluautorka článku a doktorandka na Univerzitě Čínské akademie věd, hovořila o přípravě celé vakcíny proti nádorovým buňkám a reportérovi podrobně popsala přípravu inaktivované vakcíny. Řekla: "Inaktivace vakcíny má obvykle chemickou inaktivaci, fyzikální inaktivaci a další způsoby, hlavní myšlenkou je zničit proteinovou strukturu buňky, takže buňka ztrácí biologickou aktivitu. Chemická inaktivace se provádí pomocí chemických činidel, běžně používaná chemická činidla zahrnují roztok formaldehydu atd.; fyzikální inaktivace se provádí vysokou teplotou, ultrafialovým světlem, opakovaným zmrazováním a rozmrazováním a dalšími fyzikálními metodami, jak se vypořádat s buňkami."
Meng Jiaqi vysvětlil, že v procesu přípravy, po inaktivaci tradiční vakcíny s celými nádorovými buňkami, může být poškozena buněčná struktura, existují problémy, jako je únik nebo ztráta antigenu, což se zase projevuje ve způsobení slabé imunitní reakce v těle. . V procesu použití mají tradiční celonádorové vakcíny stále problém se stimulací slabé imunitní odpovědi, což se odráží především v nízké účinnosti náboru buněk prezentujících antigen, slabé schopnosti prezentovat antigen a nekontrolovatelné imunitní odpovědi.
V této výzkumné práci vědci vytvořili speciální návrh pro řešení výše uvedených problémů. "Nejprve jsme do nádorových buněk naložili nanočástice s fototermálními účinky a přiměli je k produkci proteinů tepelného šoku prostřednictvím vystavení blízkému infračervenému světlu, které mohou působit jako endogenní imunitní adjuvans pro posílení imunitní reakce." Dr. Powell, spoluprvní autor článku a člen School of Chemical Sciences na Univerzitě Čínské akademie věd, řekl: "Poté jsme inaktivovali ošetřené nádorové buňky zmrazením a rozmražením, tj. světlem kontrolovaná vakcína z celých nádorových buněk (LN-TCV), která zajišťuje, že antigeny spojené s nádorem mohou být zachovány v jejich celistvosti."
Po jediné vakcinaci byl výzkumný tým schopen vyvolat lokálně indukovanou mírnou zánětlivou reakci aplikací blízkého infračerveného laserového záření na místo očkování. Tento proces podporuje nábor, aktivaci a prezentaci dendritických buněk, které pak aktivují T buňky v lymfatických uzlinách pro následné zabíjení nádorových buněk.
Na tomto základě výzkumný tým pro sledování rychlosti růstu nádoru navrhl také indikátor - Fluctuation in Tumor Growth Rate (FTGR). Kolísání rychlosti růstu nádoru lze dosáhnout opakovaným blízkým infračerveným laserovým ozařováním v místě očkování, které poskytuje standard pro přiměřené posílení imunitní reakce na vyžádání, což umožňuje, aby posilovač pulsu přesně odpovídal vývojovému procesu nádoru.
Výsledky fotokontrolované celonádorové vakcíny stále patří do preklinického výzkumu
Podle Yanlin Lu tento výzkum řeší problém slabé imunogenicity tradičních celonádorových vakcín a také problém nekontrolovatelné imunitní reakce in vivo.
"V procesu konstrukce fotokontrolované vakcíny s celými nádorovými buňkami jsme indukovali produkci endogenního adjuvans fototermálním zatížením nanočásticemi a ozařováním nádorových buněk blízkým infračerveným laserem. Obvykle jsou endogenní adjuvans produkovány transgenezí a náš přístup je jednodušší , méně časově náročný a snadněji zpracovatelný než proces transgeneze zprostředkovaný viry." řekla Yanlin Lu.
Mezitím výzkumný tým použil dvě zmrazení a rozmrazení k inaktivaci nádorových buněk, což na jedné straně zajistilo, že všechny antigeny spojené s nádorem mohly být zachovány a nedošlo k jejich úniku; na druhé straně vakcína připravená tímto způsobem zajistila, že nádorové antigeny mohly být uloženy po dlouhou dobu v místě vakcinace.
Kromě toho je hlavní inovací této studie použití blízkého infračerveného světla, jednoduché a neinvazivní metody manipulace imunitní odpovědi.
„Ozáření vakcinačního místa blízkým infračerveným laserem po jednorázovém podání fotokontrolované vakcíny z celých nádorových buněk vyvolá lokální zahřátí, které vytvoří lokální mírné zánětlivé prostředí, které podporuje nábor buněk prezentujících antigen a zvyšuje rozsah protinádorovou imunitní odpověď, a jak je protinádorová progrese monitorována, místo vakcíny může být znovu ozářeno blízkým infračerveným světlem v nezbytně nutnou dobu, aby se dále stimulovala imunitní odpověď k dosažení potlačení nebo odstranění nádoru." Powell vysvětluje.
Podle názoru Yanlin Lu tato nová celonádorová vakcínová platforma zkoumá proveditelnost optické manipulace imunitní reakce, která má silný potenciál a jasné vyhlídky na klinickou translaci. "V budoucnu má tato platforma velký prostor pro rozvoj. Nádorové mikroprostředí je velmi složité a my můžeme rozšířit vakcínu z jedné nádorové buňky na různé smíšené buňky nádorové tkáně, které mohou poskytnout imunitnímu systému s bohatší knihovnou antigenů obsahující více antigenů, která nabízí možnost aktivace individualizovanější a silnější imunitní odpovědi a dále zlepšuje a zvyšuje terapeutický účinek." Ona řekla.
V budoucnu mohou být lasery nahrazeny diodami vyzařujícími světlo (LED) během klinického překladu a výzkumníci mohou navrhnout dálkově ovládané a nositelné náplasti LED, aby se dále zlepšila kompliance pacienta a manévrovatelnost lékaře. Yanlin Lu řekl: „Dokonce si můžeme představit budoucnost, ve které pacienti očkovaní celonádorovými buněčnými vakcínami budou moci dostávat telemedicínu z pohodlí svého domova a být léčeni pomocí svých chytrých telefonů, a tak účinně aktivovat imunitní reakce a personalizovanou medicínu v okamžitý provoz."
Vědci také zdůraznili, že zjištění jsou stále preklinická a skutečná klinická účinnost musí být dále ověřena. Přeloženo pomocí www.DeepL.com/Translator (bezplatná verze)