Potentialet af nanomaterialer til at aktivere kroppens antitumor immunrespons undersøgt

Betydningen af ​​forskning i immunsystemets rolle i udviklingen og behandlingen af ​​onkologiske sygdomme blev understreget af Det Kongelige Svenska Akademi, som for nylig udnævnte James Allison og Tasuku Honjo til modtagere af 2018 Nobelprisen i fysiologi eller medicin for at lancere en effektiv ny måde at angribe kræft på ved at behandle immunsystemet frem for tumoren. I de seneste årtier har det er blevet bevist, at effektiviteten af ​​eksisterende anti-cancerterapistrategier (f.eks. kemoterapi og/eller strålebehandling) øges, hvis den anvendte terapi fører til celledød gennem immunogen celledød (ICD), som er forbundet med aktiveringen af ​​kroppens anti-tumor immunrespons, resulterer i den mest fuldstændige eliminering af tumoren.

Immunitet spiller en enorm rolle i kroppens kamp mod kræft. Hver dag, immunsystemets celler tjekker alle celler i vores krop for "normalitet" og dræber de degenererede celler. Nogle gange gemmer celler sig fra immunsystemet og undslipper den immunologiske kontrol, og så udvikles en tumor. I dag, der er mange forskellige måder at håndtere tumorer på, men ofte viser de sig uhelbredelige. Imidlertid, nyere forskning viser, at hvis immunsystemet til sidst begynder at se en tumor, kroppen kan vinde kampen med det. Dette er grunden til, at immunogen celledød er blevet et genstand for nærmere undersøgelse for forskere ved Lobachevsky Universitet i Nizhny Novgorod (Rusland).

Den immunogene celledød er karakteriseret ved frigivelse af skadesassocierede molekylære mønstre (DAMP'er) og/eller cytokiner/kemokiner fra de døende celler, dermed lancerer en stærk anti-tumor immunrespons. Celler, der dør i processen med immunogen celledød, fungerer som vacciner ved at aktivere immunsystemet, som igen genererer et specifikt anti-tumor T-celle immunrespons. Derfor, på nuværende tidspunkt, der er en betydelig mængde forskning i eksperimentel cancerterapi, der sigter mod at øge immunogeniciteten af ​​døende cancerceller gennem brug af biomaterialer til målrettet levering af antitumormidler.

Et team af forskere fra Lobachevsky University (UNN) under professor Dmitry Krysko fra Gent Universitet, Ledende forsker ved Institut for Generel og Medicinsk Genetik ved UNN Institute of Biology and Biomedicine, har publiceret en oversigtsartikel "An emerging role for nanomaterials in increase immunogenicity of cancer cell death") i tidsskriftet BBA—Reviews on Cancer. Artiklen præsenterer de aktuelle ideer om muligheden for at bruge nanomaterialer til behandling af kræft, herunder deres evne til at inducere en immunogen form for cancercelledød (den såkaldte ICD).

Ifølge Maria Vedunova, Direktør for UNN Institut for Biologi og Biomedicin, artiklen fremhæver de grundlæggende principper for begrebet immunogen celledød, dets molekylære grundlag, og diskuterer den potentielle brug af DAMP'er som biomarkører for anti-cancer terapi effektivitet.

"Artikel viser også mangfoldigheden af ​​typer og strukturer af biomaterialer, der bruges i udviklingen af ​​nye terapeutiske strategier, og diskuterer deres rolle i at øge effektiviteten af ​​kemoterapi. I særdeleshed, resultaterne af forsøgsarbejde på dyr præsenteres, at bevise, at immunogeniciteten af ​​kemoterapeutiske midler kan øges ved at bruge biomaterialer (nanopartikler af forskellige typer, liposomer, osv.) for deres levering. På tur, det fører til et fald i risikoen for metastaser og en stigning i den langsigtede overlevelsesrate. Udover, brugen af ​​biomaterialer giver mulighed for samtidig levering af både et kemoterapeutisk middel og adjuvanser (f.eks. agonisterne af hovedkomponenterne i det medfødte immunsystem - toll-lignende receptorer (TLR) og indolamin 2, 3-dioxygenase (IDO) hæmmere), som kan forstærke rollen af ​​immunresponser i forhold til celledød, der sker gennem den immunogene vej, " bemærker Maria Vedunova.

En anden fordel ved at bruge biomaterialer, fortsætter Tatiana Mishchenko, Seniorforsker ved UNN Laboratory for udvikling af neurobeskyttelsesmetoder, er at implementere målrettet levering af et kemoterapeutisk middel til tumorceller, hvorved indholdet af lægemidlet i tumoren øges betydeligt og dets toksicitet for normale kropsceller reduceres. "Indkapsling af lægemidler i nanopartikler forhindrer også akkumulering af lægemidler i vitale organer (f.eks. i hjertet og tarmene) og giver mulighed for brug af højere doser, hvilket er umuligt, når du bruger et gratis lægemiddel, der har udtalte bivirkninger, " forklarer Tatiana Mishchenko.

Studiet har stor betydning for udviklingen af ​​praktisk medicin. Inden for rammerne af forskningen, alle moderne ideer er blevet indsamlet om det immunogene celledødsfænomen, der er så vigtigt ud fra et synspunkt om kampen mod kræft.

Fremtidig forskning og kliniske forsøg vil vise, om brugen af ​​biomaterialer er den optimale strategi til at modulere immunogeniciteten af ​​døende kræftceller og vil give den information, der er nødvendig for at udvikle nye kræftbehandlingsstrategier, i særdeleshed, det terapeutiske koncept at aktivere den immunogene celledød i tilfælde af gliom (en af ​​de "værste" hjernetumorer).