Ελπιδοφόρο εμβόλιο για τον καρκίνο κατά των όγκων του λαιμού που σχετίζονται με τον HPV, σύμφωνα με πρώιμη μελέτη
Ένα πειραματικό εμβόλιο αποτελείται από νανοσωματίδια που περιέχουν μια ουσία που πυροδοτεί την ανοσολογική απόκριση και πρωτεϊνικά θραύσματα από τον καρκίνο που στοχεύεται. Στο σχέδιο αυτό, τα θραύσματα (μοβ και πράσινο) είναι διατεταγμένα έτσι ώστε να προεξέχουν από την επιφάνεια του νανοσωματιδίου.
Ένα εμβόλιο σχεδιασμένο να καταπολεμήσει τους καρκίνους της κεφαλής και του τραχήλου που προκαλούνται από τον HPV έδειξε ελπιδοφόρα αποτελέσματα σε εργαστηριακή μελέτη σε ανθρώπινους ιστούς και ποντίκια.
Εάν αποδειχθεί αποτελεσματικό σε ανθρώπους, το θεραπευτικό εμβόλιο θα μπορούσε να συμπληρώσει τις τυπικές θεραπείες για τον καρκίνο και ο σχεδιασμός του μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να δημιουργήσουν καλύτερα εμβόλια για άλλες ασθένειες.
Ο ιός των ανθρώπινων θηλωμάτων (HPV), ο ιός που κρύβεται πίσω από τις περισσότερες περιπτώσεις καρκίνου του τραχήλου της μήτρας, προκαλεί επίσης αρκετούς άλλους καρκίνους, συμπεριλαμβανομένου του στοματοφαρυγγικού καρκίνου (καρκίνος του λαιμού). Στις ΗΠΑ, περίπου το 70% των στοματοφαρυγγικών καρκίνων συνδέονται με τον HPV. Ενώ υπάρχουν πάνω από 100 στελέχη HPV, μόνο 12 τύποι θεωρούνται «υψηλού κινδύνου» για την πρόκληση καρκίνου. Σχεδόν όλες οι περιπτώσεις καρκίνου του λαιμού που σχετίζονται με τον HPV προκαλούνται από το στέλεχος 16 του HPV υψηλού κινδύνου.
Το εμβόλιο Gardasil 9 μπορεί να αποτρέψει τις λοιμώξεις από τον HPV και έτσι να μειώσει τον κίνδυνο αυτών των καρκίνων στο μέλλον. Όμως, για άτομα που έχουν ήδη όγκους που σχετίζονται με τον HPV, η θεραπεία εξακολουθεί να βασίζεται σε χειρουργική επέμβαση, ακτινοβολία και χημειοθεραπεία. Ο συνδυασμός ενός εμβολίου καρκίνου με αυτές τις συμβατικές θεραπείες θα μπορούσε να ενισχύσει την αποτελεσματικότητά τους εκπαιδεύοντας το ανοσοποιητικό σύστημα να καταπολεμήσει τον καρκίνο.
Τώρα, οι επιστήμονες έχουν κατασκευάσει ένα εμβόλιο καρκίνου του οποίου τα συστατικά είναι διατεταγμένα σε μια μοναδική δομή. Παρόμοια με τα προληπτικά εμβόλια, τα εμβόλια καρκίνου εκπαιδεύουν το ανοσοποιητικό σύστημα να αναγνωρίζει συγκεκριμένες πρωτεΐνες – στην προκειμένη περίπτωση, μια πρωτεΐνη που βρίσκεται σε όγκους θετικούς στον HPV – και συχνά περιέχουν συστατικά που ονομάζονται ανοσοενισχυτικά που ενισχύουν την ανοσολογική απόκριση. Αντί να αποτρέπουν την ασθένεια εξαρχής, ωστόσο, τα εμβόλια καρκίνου χρησιμοποιούνται γενικά για τη θεραπεία της νόσου και την πρόληψη της υποτροπής της.
Σε εργαστηριακές μελέτες καρκίνου κεφαλής και τραχήλου θετικού στον HPV, αυτό το νέο, προσεκτικά κατασκευασμένο εμβόλιο επιβράδυνε την ανάπτυξη του όγκου και βελτίωσε την επιβίωση σε ποντίκια, σύμφωνα με μια μελέτη που δημοσιεύθηκε την Τετάρτη (11 Φεβρουαρίου) στο περιοδικό Science Advances.
Ο Δρ Ezra Cohen, ειδικός στον καρκίνο κεφαλής και τραχήλου στο UC San Diego Health, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη, είπε ότι εάν το εμβόλιο λειτουργήσει σε ανθρώπους, θα μπορούσε να συμπληρώσει τις τυπικές θεραπείες.
«Μπορεί κανείς να φανταστεί μια προσέγγιση πολλαπλών τρόπων για να καταστήσει έναν ασθενή απαλλαγμένο από τη νόσο και στη συνέχεια το εμβόλιο για την πρόληψη της υποτροπής», είπε. Προειδοποίησε όμως ότι τα αποτελέσματα σε εργαστηριακά ζώα και μεμονωμένους ιστούς δεν μεταφράζονται πάντα σε ανθρώπους. «Η πραγματική δοκιμή είναι στους ανθρώπους», είπε στο Live Science σε ένα email. «Αλλά ισχυρά προκλινικά δεδομένα, όπως αυτά, αυξάνουν τις πιθανότητες επιτυχίας στις κλινικές δοκιμές».
Σε αυτή την περίπτωση, η υποκείμενη σχεδίαση του εμβολίου είναι αξιοσημείωτη.
«Το βασικό εύρημα είναι ότι η δομή του εμβολίου κάνει μια σημαντική διαφορά», είπε ο Cohen. «Η επιτυχής εμβολιασμός δεν αφορά μόνο την επιλογή των σωστών αντιγόνων [πρωτεϊνών-στόχων], αλλά και την τοποθέτηση αυτών των αντιγόνων στη σωστή σειρά με άλλα στοιχεία του εμβολίου».
Το εμβόλιο χρησιμοποιεί σφαιρικά νουκλεϊκά οξέα (SNAs) – σωματίδια DNA σε σχήμα σφαίρας που εισέρχονται στα ανοσοκύτταρα και δεσμεύονται σε στόχους πιο αποτελεσματικά από το γραμμικό DNA. Κάθε νανοσωματίδιο SNA μέσα στο εμβόλιο αποτελείται από έναν λιπαρό πυρήνα που περιβάλλεται από ένα ανοσοενισχυτικό και ένα θραύσμα μιας πρωτεΐνης HPV από τα καρκινικά κύτταρα. Το ανοσοενισχυτικό μιμείται το βακτηριακό DNA και αναγνωρίζεται από το ανοσοποιητικό σύστημα ως «ξένο».
Οι ερευνητές δοκίμασαν τρία σχέδια, αλλάζοντας μόνο τον τρόπο τοποθέτησης του θραύσματος HPV. Μια έκδοση το έκρυψε μέσα στο νανοσωματίδιο, ενώ οι άλλες δύο εκδόσεις είχαν το θραύσμα HPV στην επιφάνεια του σωματιδίου, συνδεδεμένο στα διαφορετικά άκρα της δομής του θραύσματος, γνωστά ως ο N-τερματικός και ο C-τερματικός.
Η έκδοση με το θραύσμα συνδεδεμένο στην επιφάνεια μέσω του Ν-τερματικού άκρου του προκάλεσε την ισχυρότερη ανοσολογική απόκριση, διαπίστωσε η ομάδα. Αυτός ο σχεδιασμός οδήγησε τα θανατηφόρα Τ κύτταρα – ανοσοκύτταρα που καταστρέφουν μολυσμένα, κατεστραμμένα και καρκινικά κύτταρα – να παράγουν έως και οκτώ φορές περισσότερη ιντερφερόνη-γάμμα, μια βασική αντικαρκινική πρωτεΐνη σηματοδότησης. Αυτό τα έκανε πιο αποτελεσματικά στην θανάτωση καρκινικών κυττάρων θετικών στον HPV.
Σε μοντέλα ποντικών με καρκίνο θετικό στον HPV, το εμβόλιο επιβράδυνε σημαντικά την ανάπτυξη του όγκου. Επιπλέον, όταν δοκιμάστηκε σε δείγματα όγκων που συλλέχθηκαν από ασθενείς με καρκίνο θετικό στον HPV, το εμβόλιο N-τερματικού άκρου σκότωσε δύο έως τρεις φορές περισσότερα καρκινικά κύτταρα σε σύγκριση με τα άλλα δύο σχέδια εμβολίων.
«Αυτό το αποτέλεσμα δεν προήλθε από την προσθήκη νέων συστατικών ή την αύξηση της δόσης. Ήρθε από την παρουσίαση των ίδιων συστατικών με πιο έξυπνο τρόπο», δήλωσε σε ανακοίνωσή του ο Δρ Jochen Lorch, συν-συγγραφέας της μελέτης και διευθυντής ιατρικής ογκολογίας του Προγράμματος Καρκίνου Κεφαλής και Τραχήλου του Northwestern Medicine.
«Το ανοσοποιητικό σύστημα είναι ευαίσθητο στη γεωμετρία των μορίων», είπε. «Βελτιστοποιώντας τον τρόπο με τον οποίο συνδέουμε το αντιγόνο στο SNA, τα ανοσοκύτταρα το επεξεργάστηκαν πιο αποτελεσματικά».
Κοιτάζοντας μπροστά, ο συν-συγγραφέας της μελέτης Chad Mirkin, εφευρέτης των SNA και διευθυντής του Διεθνούς Ινστιτούτου Νανοτεχνολογίας του Northwestern, ελπίζει ότι αυτή η προσέγγιση θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να ανασχεδιάσουν παλαιότερα εμβόλια που αρχικά φάνηκαν ελπιδοφόρα, αλλά απέτυχαν.
«Αυτή η προσέγγιση είναι έτοιμη να αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο συνθέτουμε τα εμβόλια», δήλωσε ο Mirkin στην ανακοίνωση. «Μπορεί να έχουμε προσπεράσει απολύτως αποδεκτά συστατικά εμβολίων απλώς και μόνο επειδή ήταν σε λανθασμένες διαμορφώσεις. Μπορούμε να επιστρέψουμε σε αυτά, να τα αναδιαρθρώσουμε και να τα μετατρέψουμε σε ισχυρά φάρμακα».