Идея создания противораковых вакцин уже давно волнует умы ученых. В основе их создания лежат те же принципы, что и в вакцинах против инфекционных патогенов, таких как вирусы и бактерии: перезапуск нашей иммунной системы, позволяющий ей распознать и атаковать что-то вредное для нашего организма. Но рак - вещь непостоянная: он возникает из собственных клеток организма и может быть вызван множеством различных факторов, а значит, опухоли могут сильно отличаться у разных людей и даже внутри самого организма.

Бифункциональная вакцина разработана на основе раковых клеток и одновременно обеспечивает прямое уничтожение опухоли и противоопухолевый иммунитет / Journal The Dailybeast. Photo Illustration by The Daily Beast / Getty.

Поэтому перед тем, как создать "универсальное" лекарство от рака, ученые пытаются подстраховаться и с начала использовать противораковые вакцины для борьбы с наиболее агрессивными и смертоносными видами онкологических опухолей. И, возможно, они только что разработали препарат, способный остановить развитие глиобластомы - смертельно опасной формы рака мозга.

В новом исследовании, результаты которого были опубликованы в журнале Science Translational Medicine 4 января, ученые Гарвардского университета, работающие в больнице Brigham and Women's Hospital, разработали принципиально новый вид противораковой вакцины. Они генетически модифицировали клетки рака мозга, таким образом не только уничтожив опухоль мозга у мышей, но и предотвратив все случаи рецидива рака в будущем.

Новая вакцина использует в своих целях одну необычную особенность живых раковых клеток - когда эти клетки отделяются от основной опухоли, (состоящей из таких же клеток), они путешествуют по мозгу на довольно большие расстояния, пытаясь опять воссоединиться с опухолью. Поэтому гарвардская команда решила воспользоваться инструментом редактирования генов CRISPR, чтобы модифицировать эти клетки и заставить их выделять агент, убивающий опухоль, во время их путешествия. Таким образом, иммунная система, перезагружаясь, учится обнаруживать и атаковать злокачественные клетки головного мозга.

Команда испытала новую вакцину на мышах, которые были созданы с использованием клеток костного мозга, печени и тимуса, полученных от людей, имитируя тем самым модель человека. Кроме того, команда позаботилась о создании в вакцине "предохранительного устройства", позволяющего уничтожить модифицированные раковые клетки на случай, если что-то пойдет не так. Было установлено, что вакцина не только эффективно уничтожает опухолевые клетки, но и позволяет иммунной системе быть готовой к повторному воздействию и предотвращению появления новых злокачественных клеток.

Разумеется, потребуются годы дополнительных испытаний, чтобы превратить этот подход в жизнеспособное лечение для пациентов, сражающихся с онкологическими заболеваниями головного мозга. Тем не менее, полученные результаты — это огромный прогресс как в лечении рака, так и в развитии технологии CRISPR. Если последующие испытания пройдут успешно, новая вакцина поможет заложить основу для лечения более широкого спектра твердых опухолей, поражающих другие части нашего организма.

Аннотация к исследованию

Известно, что введение инактивированных опухолевых клеток вызывает мощный противоопухолевый иммунный ответ; однако эффективность такого подхода ограничена неспособностью уничтожить опухолевые клетки, прежде чем вызывать иммунный ответ. В отличие от инактивированных опухолевых клеток, живые опухолевые клетки обладают способностью отслеживать и поражать опухоли. Поэтому ученые разработали бифункциональный терапевтический препарат на основе целых раковых клеток, обладающий прямым уничтожением опухоли и иммуностимулирующей ролью. Специалисты перепрофилировали опухолевые клетки с чувствительных к интерферону-β (ИФН-β) на резистентные с помощью CRISPR-Cas9, отключив специфический рецептор ИФН-β, а затем сконструировали их так, чтобы они выделяли иммуномодулирующие агенты ИФН-β и гранулоцит-макрофагальный колониестимулирующий фактор. В результате модифицированные опухолеродные клетки (ОТК) уничтожили опухоль глиобластомы у мышей. Они вызывали апоптоз раковых клеток, опосредованный каспазой, снизили уровень регуляции рецептора β фактора роста тромбоцитов, экспрессируемого раковыми фибробластами, и активировали трафик противоопухолевых иммунных клеток, а также сигналы активации антиген-специфических Т-лимфоцитов. Таким образом, эффективность терапии ThTC, основанная на этом механизме, позволила повысить выживаемость и выработать долгосрочный иммунитет в моделях первичного, рецидивирующего и метастатического рака у иммунокомпетентных и гуманизированных мышей. Включение двойного триггера, включающего тимидинкиназу вируса простого герпеса-1 и активируемую рапамицином каспазу 9, в ThTCs обеспечило безопасность нашего подхода. Использование бифункциональных терапевтических средств в опухолевых клетках, богатых природными неоантигенами, представляет собой перспективную клеточную иммунотерапию твердых опухолей и создает "дорожную карту" для клинических исследований.