Vaccinedesign kan dramatisk forbedre kræftimmunoterapier

Når det kommer til effektiviteten af ​​nanoterapeutiske vacciner, form betyder noget.

Et team fra Northwestern University undersøgte et sæt sfæriske nukleinsyrer (SNA'er) for deres potentiale til at stimulere kræftfremkaldende immunrespons. Efter at have sammenlignet en række sammensat identiske, men strukturelt forskellige vacciner ved at teste dem på flere dyremodeller, forskerne fandt strukturen af ​​SNA'er i en vaccine dramatisk bedre end de andre, som varierede fra ineffektiv til næsten helbredende.

Vacciner med den overlegne struktur eliminerede fuldstændigt tumorer hos 30% af dyrene og forbedrede deres samlede overlevelse fra kræft. Vaccinen beskyttede også dyrene mod genfusion af tumorer.

"Denne observation viser betydningen af ​​kemisk struktur og tredimensionel præsentation af aktive komponenter i design af vacciner, "sagde Northwestern's Chad A. Mirkin, der ledede undersøgelsen. "Disse oplysninger vil hjælpe os med rationelt at designe SNA-vacciner, der kan øge de stærkest mulige immunresponser mod kræft. At have en klar designstrategi vil også fremskynde udviklingen af ​​vacciner til mange former for kræft og potentielt andre sygdomme."

Undersøgelsen vil blive offentliggjort online i løbet af ugen den 6. maj i Procedurer fra National Academy of Sciences .

Mirkin er George B. Rathmann professor i kemi i Northwestern's Weinberg College of Arts and Sciences og direktør for International Institute for Nanotechnology. Han ledede undersøgelsen sammen med Bin Zhang, professor i medicin og mikrobiologi-immunologi ved Northwestern University Feinberg School of Medicine, og Andrew Lee, forskningsassistent i kemisk og biologisk teknik i Northwestern's McCormick School of Engineering.

Kræftimmunoterapier stimulerer kunstigt patientens immunsystem til at finde og angribe sygdommen. Indtil nu, nye immunterapier, kaldet checkpoint -hæmmere, handle ved at låse op for immunresponser, der undertrykkes af tumorer. Men de er kun effektive i visse former for kræft og hos en brøkdel af patienterne.

"En anden potentielt mere kraftfuld tilgang er at øge og øge immunresponsen med terapeutiske vacciner, "Sagde Lee." Denne tilgang, imidlertid, har haft brug for gennembrud inden for vaccinedesign for at frigøre sit potentiale i behandling af kræft i klinikken. "

Udviklingen af ​​SNA'er kan være det gennembrud, som folk har ventet på. Opfundet af Mirkin, SNA'er er syntetiske globulære - snarere end lineære - former for DNA og RNA, der omgiver en nanopartikelkerne. Cirka 50 nanometer i diameter, de små strukturer besidder evnen til at komme ind i celler, herunder immunceller til målrettet behandling.

I undersøgelsen, det nordvestlige team sammenlignede SNA'er, der har forskellige strukturer, men de samme peptider, DNA og andre generelle komponenter. Alle vacciner omfattede et antigen (et stof, der genkendes og målrettes af et immunrespons) og et adjuvans (et stof, der forbedrer kroppens immunrespons over for antigenet). I dette tilfælde, DNA'et er adjuvans, og peptidet er antigenet.

Det eneste, der ændrede sig i hver vaccine, var placeringen af ​​peptidantigenet, som enten var placeret i kernen af ​​SNA, blandet med DNA'et eller knyttet til DNA'et. Disse ændringer førte til store forskelle i, hvordan immunsystemet genkendte og behandlede molekylære tegn, i sidste ende påvirker kvaliteten af ​​immunresponset genereret af vaccinen. I undersøgelsen, peptidantigenet spækket med DNA'et fungerede bedst.

"Undersøgelsen viser, at SNA'er og vores evne til at forfine SNA-strukturer dramatisk kan forbedre antitumorimmunresponserne, "Zhang sagde." Dette viser løfte om vores evne til at forbedre ydeevnen af ​​vacciner og i sidste ende bruge dem i patientplejen. "