Экспериментальная вакцина против рака сама вырабатывает кислород и усиливает работу иммунных клеток

Учёные разработали экспериментальную противораковую вакцину, которая одновременно обучает иммунную систему распознавать опухолевые клетки и вырабатывает кислород в месте введения. Такая комбинация помогает Т-клеткам активнее включаться в борьбу с заболеванием и дольше сохранять свою эффективность.

Разработку представила группа исследователей под руководством профессора Стивена Хэтфилда из Колледжа медицинских наук Буве Северо-Восточного университета США. Результаты работы опубликованы в научном журнале Cell Biomaterials.

Важно понимать, что речь идёт не о профилактической прививке, подобной вакцинам против инфекций. Новая платформа создаётся как средство лечения уже существующего онкологического заболевания. Пока её эффективность изучалась только на лабораторных мышах, поэтому до возможного применения у людей предстоит провести дополнительные исследования.

Почему опухоли мешают иммунитету работать

Одним из серьёзных препятствий для иммунной системы является гипоксия — состояние, при котором тканям не хватает кислорода. Во многих солидных опухолях существуют участки с крайне низкой концентрацией кислорода. Такая среда не только помогает раковым клеткам выживать, но и ослабляет иммунную атаку.

В условиях гипоксии вокруг опухоли накапливается аденозин — вещество, участвующее в регулировании активности клеток. Его повышенная концентрация подавляет работу Т-клеток, которые должны распознавать и уничтожать опасные клетки. В результате иммунные клетки могут находиться рядом с опухолью, но не проявлять необходимой активности.

Недостаток кислорода способен влиять и на другие компоненты иммунной системы. Например, некоторые макрофаги, которые обычно участвуют в уничтожении повреждённых или чужеродных клеток, внутри опухолевой среды могут начать поддерживать рост новообразования и защищать его от иммунной атаки.

Проблема гипоксии возникает не только внутри опухоли. В месте введения обычной вакцины начинается интенсивная активность иммунных клеток, быстро расходующих кислород. Из-за этого формирующийся иммунный ответ может оказаться слабее, чем ожидалось.

Вакцина в форме микроскопической губки

Основой новой разработки стал криогель — мягкий пористый материал, внешне и по своей структуре напоминающий губку. Его изготавливают при температуре около минус 20 градусов Цельсия, а после размораживания он сохраняет сеть соединённых между собой пор.

Криогель обладает эффектом памяти формы. Его можно сжать, пропустить через иглу обычного шприца, а после введения в организм материал снова расправляется. Благодаря этому для размещения вакцины не требуется хирургическая операция.

Внутри криогеля запускается химическая реакция, обеспечивающая локальное выделение кислорода. Одновременно его поры становятся своеобразной тренировочной площадкой для иммунной системы. В них проникают иммунные клетки и встречаются с опухолевыми антигенами — молекулами, по которым организм учится распознавать раковые клетки.

Таким образом, вакцина выполняет сразу две задачи: знакомит иммунитет с мишенью и создаёт более благоприятные условия для активации Т-клеток. После такой подготовки они направляются к опухоли и пытаются уничтожить клетки, несущие знакомые антигены.

Вакцина не устраняет гипоксию непосредственно внутри новообразования. Однако исследователи рассчитывают, что предварительно активированные в насыщенной кислородом среде Т-клетки окажутся лучше подготовленными к работе в сложных условиях опухоли.

Результаты эксперимента на мышах

Учёные испытали разработку на мышах с опухолями, выращенными из клеток рака предстательной железы. Применение кислородогенерирующей вакцины замедлило рост новообразований и увеличило продолжительность жизни животных. Медианный показатель выживаемости вырос с 47 до 76 дней.

Исследователи считают эти результаты многообещающими, однако подчёркивают, что успешные опыты на животных ещё не доказывают эффективность и безопасность метода для человека. Организм человека, строение опухолей и их взаимодействие с иммунной системой значительно сложнее лабораторной модели.

Следующим этапом станет совершенствование состава вакцины, подбор оптимального количества кислорода и проверка возможных побочных реакций. Только после завершения доклинических исследований разработчики смогут перейти к испытаниям с участием пациентов.

Материалы, похожие на использованный криогель, уже демонстрировали хорошие показатели биосовместимости. Тем не менее новая вакцина должна пройти полный цикл проверки. Если технология подтвердит свою безопасность, она может стать основой для нового поколения противораковых вакцин, которые не только показывают иммунной системе, что необходимо атаковать, но и создают условия, позволяющие ей действительно выполнить эту задачу.

Факты и статус исследования дополнительно проверены по [сообщению Северо-Восточного университета].