Рак-борьба Nanovaccines Активировать иммунные клетки для опухоли Цель

Несмотря на то, что противораковые нанонакцины продемонстрировали огромный потенциал, их клиническое применение было затруднено сложностями в области контроля качества, крупномасштабного производства и защиты.

Биомедицинские инженеры из Национального института биомедицинской визуализации и биоинженерии (NIBIB) создали инновационную технологию, которая позволяет нанонакцины придерживаться белка альбумина, который естественным образом существует внутри человеческого организма. Затем белок альбумина распределяет эти нанокомплексы в лимфатические узлы, что приводит к активной иммунной активации против различных типов опухолей в моделях рака мыши. Применение натурального альбумина в качестве универсального вакцинного шаттла является важным шагом в лечении иммунотерапии раканавакцины у людей.

Схема самосборки альба-ваксанананакцина. Конкретный антиген опухоли и сегмент ДНК были прикреплены к синему Эвансу (пурпурные стрелки). После инъекции альбумин в крови (зеленые стрелки) связывается с синим Эвансом и переносит комплексы в лимфатическую систему, где ДНК и антиген взаимодействуют с иммунными клетками (синими) в лимфатических узлах. Взаимодействие вызывает энергичный иммунный ответ против опухоли-мишени. Авторы: Чжу и др.

Итак, что нового?

Наванакцины, которые функционируют для формирования иммунного ответа против опухоли, в основном состоят из двух компонентов: части, которая распределяет вакцину с точным сайтом (лимфатические узлы), в котором происходит стимуляция иммунной системы; и часть, которая стимулирует иммунные клетки к увеличению и, в частности, нацеливанию на опухоль.

Мы разработали вакцину, которая связывается с белком, называемым альбумином, обычно находящимся в организме, который также регулярно фильтрует через лимфатические узлы. Таким образом, вакцина, по существу, сбивается с альбумином для перемещения в лимфатические узлы, что исключает необходимость создания отдельного средства доставки. Учитывая, что крупномасштабное производство и долгосрочная безопасность являются основными препятствиями современной технологии нанонакцина, наш подход предлагает объезд для ускорения возможного использования наномедицинов в клинике ». Исследование было объяснено в выпуске в декабре 2017 года Nature Communications .

Гуйчжи Чжу, доктор философии, первый автор исследования и последипломный сотрудник лаборатории NIBIB по молекулярной визуализации и наномедицине (LOMIN)

Как это сформулировано?

Был составлен ряд nanovaccines, где каждый nanovaccine включал отличительный антиген или компонент, который активирует иммунные клетки для нацеливания на определенный тип опухоли. Исследователи также добавили Evans blue (EB), маленькую молекулу красителя, к каждому антигену, где молекула красителя прикрепляется к альбумину внутри организма и была применена около 100 лет в клинике для исследования альбуминовых связывающих белков. Комплекс вакцина-EB был назван AlbiVax или альбуминсвязывающей вакциной, поскольку он мгновенно прикрепляется к альбумину. Нананакцин также состоит из крошечного сегмента ДНК, прикрепленного к EB; ДНК функционирует как «сигнальный сигнал» к иммунной системе и поэтому помогает в усилении иммунного ответа.

Следовательно, вся композиция содержит сегмент ДНК и антиген, оба прикрепленные к EB. Когда они вводятся, оба компонента присоединяются к альбумину – причина, по которой вакцина считается самосборкой. Затем альбумин, несущий ДНК и антиген, распространяется как на лимфатические узлы, где антиген стимулирует иммунные клетки, которые особенно атакуют опухоль, а ДНК улучшает эту стимуляцию, усиливая иммунную атаку.

Противоопухолевые эффекты альфа-вакксанаванакцина

Вакцины были протестированы на разных типах опухолей и по-разному. В одном из таких тестов мышей без опухоли вакцинировали, чтобы уничтожить опухолевые клетки тимуса мыши. Мышей вакцинировали три раза с интервалом в 2 недели.

В день 70 th значительную дозу опухолевых клеток вводили семи вакцинированным мышам в качестве проб. Из семи мышей пять выжили более 4 месяцев. Пять оставшихся мышей снова вводили с еще одной значительной дозой опухолевых клеток. Из пяти четырех мышей выжили более 6 месяцев. Анализ крови показал, что через 4 месяца после окончательной иммунизации иммунные клетки, особенно нацеленные на опухолевые клетки тимуса, все еще циркулировали у мышей

Исследователи также разработали нанокомплексную вакцину AlbiVax против клеточной линии рака толстой кишки человека. Раковые клетки толстой кишки человека вводят мышам, где они образуют опухоли в разных органах. Большинство опухолей были сформированы в легких, что сделало систему лучшей моделью для энергичных клеток рака толстой кишки, метастазирующих в легкие. Вакцину вводили мышам через 6 дней после образования опухолей легких. В рамках эксперимента антитело, известное как анти-PD-1, использовалось для лечения мышей, чтобы аннулировать воздействие белка PD-1, которое наблюдается на поверхности конкретных опухолей и функции для замедления иммунной атаки , Здесь комбинация анти-PD-1 и nanovaccine приводила к абсолютной регрессии опухолей легких у шести из 10 мышей в течение 4 месяцев

Исследователи особенно уверены в устойчивом иммунитете, который они могут вызвать с помощью системы AlbiVax, подтвержденной стойкой, мощной противоопухолевой активностью в течение почти 6 месяцев. Это был самый длинный момент времени, изученный в этих экспериментах, и демонстрирует важную часть времени жизни мыши, что составляет почти 2 года.

Альбумин является интересным белком, и он уже более 40 лет изучается для доставки лекарств с использованием разных технологий. По сравнению с другими альбумин-связывающими технологиями, наша проприетарная технология была разработана с использованием клинически безопасного ЭБ, что делает его очень перспективным для возможного клинического перевода. Просто синтезируя альбумин-связывающие вакцины, наша технология может быть применена практически к любой молекулярной вакцине или молекулярной терапии .

Guizhi Zhu

Xiaoyuan Chen, доктор философии, старший автор исследования, является начальником Лаборатории молекулярной визуализации NIBIB и наномедицины. Дополнительные лаборатории NIBIB в Bethesda, MD, которые внесли свой вклад в исследование, включают Advanced Imaging and Microscopy Resource, Лабораторию клеточной визуализации и макромолекулярной биофизики и раздел по оптической визуализации высокого разрешения. Лаборатория молекулярной иммунологии Национального института аллергии и инфекционных заболеваний; Программа лечения рака и воспаления; Национальный институт рака, Фредерик, MD; и ресурс Advanced Imaging and Microscopy, NIH, Bethesda, являются дополнительными партнерами NIH.

Центр молекулярной визуализации, отдел радиологии, медицинская школа им. Кек, Университет Южной Калифорнии, Лос-Анджелес; Инженерная школа, Китайский фармацевтический университет, Нанкин, Китай; Государственная ключевая лаборатория молекулярной вакцинологии и молекулярной диагностики, Центр молекулярной визуализации и трансляционной медицины; и Школа общественного здравоохранения, Сямэньский университет, Сямэнь, Китай, являются дополнительными партнерскими лабораториями.

Source link