Onderzoekers hebben aangetoond dat gepersonaliseerde kankervaccins gemaakt met behulp van DNA het immuunsysteem kunnen programmeren om kwaadaardige tumoren aan te vallen, waaronder borst- en pancreaskanker.
De onderzoekers voerden het onderzoek uit bij muizen met borstkanker en één patiënt met alvleesklierkanker in een vergevorderd stadium.
De COVID-19-vaccins - ontworpen met behulp van stukjes genetische informatie die ons immuunsysteem stimuleren om virale infecties te herkennen en te bestrijden - zijn levensreddend geworden in de wereldwijde strijd om een einde te maken aan de pandemie.
Nu heeft het nieuwe onderzoek aangetoond dat een vergelijkbare vaccinbenadering kan worden gebruikt om gepersonaliseerde vaccins te creëren die het immuunsysteem programmeren om kwaadaardige tumoren, waaronder borst- en alvleesklierkanker.
De op maat gemaakte vaccins zijn ontworpen om zich te richten op gemuteerde eiwitten, neoantigenen genaamd, die uniek zijn voor de tumoren van een patiënt. In tegenstelling tot de COVID-19-vaccins gemaakt door Moderna en Pfizer / BioNTech die afhankelijk zijn van genetisch materiaal genaamd mRNA, worden de gepersonaliseerde kankervaccins gemaakt met behulp van DNA.
"We hebben een klein weefselmonster genomen van een tumor bij een 25-jarige mannelijke patiënt met alvleesklierkanker in een vergevorderd stadium en dit gebruikt om een persoonlijk vaccin te ontwikkelen op basis van de unieke genetische informatie in die tumor", zegt William Gillanders, hoogleraar chirurgie aan de Washington University School of Medicine in St. Louis en senior auteur van het artikel in het tijdschrift Genome geneeskunde.
"We denken dat dit de eerste melding is van het gebruik van een neoantigeen DNA-vaccin bij een mens, en onze monitoring bevestigt dat het vaccin succesvol was in het opwekken van een immuunrespons die gericht was op specifieke neoantigenen in de tumor van de patiënt", zegt Gillanders.
De studie onderzoekt hoe technieken die worden gebruikt om gepersonaliseerde kankervaccins te maken, kunnen worden verbeterd om het lichaam te helpen een effectievere, langdurigere, tumorbestrijdende immuunrespons te ontketenen.
De bevindingen tonen ook aan dat een gepersonaliseerd DNA-vaccin in combinatie met andere immuuntherapie kan een robuuste immuunrespons genereren die in staat is om borstkanker bij muizen te verkleinen. Hoewel het DNA-vaccin de tumoren bij de alvleesklierkankerpatiënt niet deed krimpen, produceerde het wel een meetbare immuunrespons die gericht was op de tumor.
Gillanders, die borstkankerpatiënten behandelt in het Siteman Cancer Center in het Barnes-Jewish Hospital en de Washington University School of Medicine, zegt dat DNA-vaccinplatforms enkele belangrijke voordelen bieden ten opzichte van andere gepersonaliseerde vaccinplatforms die nu in vroege klinische onderzoeken worden uitgevoerd, zoals degenen die vertrouwen op mRNA, dendritisch cellen en synthetische peptiden.
Omdat het neo-antigeen-DNA-vaccin de immuunrespons richt op neo-antigenen die alleen in tumorcellen voorkomen, verlaagt het het risico op gevaarlijke bijwerkingen, zoals schade aan normaal gezond weefsel of het uitlokken van een intolerantie of een slechte reactie op het vaccin.
"DNA-vaccins zijn relatief eenvoudig en kosteneffectief te vervaardigen in vergelijking met andere neo-antigeen-vaccinplatforms, zoals die welke bijvoorbeeld dendritische cellen of mRNA gebruiken, waardoor het DNA-vaccinplatform aantrekkelijk wordt voor neo-antigene vaccins", zegt Gillanders. “Het DNA-vaccinplatform kan ook gemakkelijk worden ontworpen om meerdere neoantigenen te bevatten. Er kunnen ook aanvullende immuunmodulatoren in het vaccin worden geïntegreerd om de immuunresponsen te versterken. "
Net als andere gepersonaliseerde vaccins die nu in ontwikkeling zijn, richt het DNA-vaccinplatform zich op neoantigenen, abnormale eiwitfragmenten die ontstaan als kankertumorcellen muteren en groeien. Omdat elke kanker unieke mutaties genereert, is elk DNA-vaccin ook uniek en geoptimaliseerd om tegelijkertijd meerdere neoantigenen te bestrijden.
Elk neoantigeen dat in het vaccin is opgenomen, werpt een rode vlag op voor het immuunsysteem en stuurt een leger van gespecialiseerde immuuncellen, T-cellen genaamd, om de tumor te zoeken en te vernietigen.
Hoewel het proces in theorie eenvoudig lijkt, zit de duivel in de details, en die details zitten in de complexe innerlijke werking van hoe cellen de neo-antigenen verwerken en presenteren aan het immuunsysteem.
Om het vaccin succesvol te laten zijn, moeten de neo-antigenen aan de cellen worden gepresenteerd in een nauwkeurig formaat dat de kans maximaliseert om een complexe, stapsgewijze cascade van natuurlijke immuunresponsen teweeg te brengen. Elke misstap kan resulteren in een verzwakte of zelfs mislukte immuunrespons.
Zoals de nieuwe studie documenteert, kan het neoantigen DNA-vaccin worden geoptimaliseerd om het presentatieproces te verbeteren. Kleine verschillen in de lengte van een epitoop (het deel van het antigeen dat door het immuunsysteem wordt herkend), tussenruimte en aminozuursequentie kunnen resulteren in belangrijke veranderingen in de manier waarop neo-antigenen aan het immuunsysteem worden gepresenteerd. Zelfs dan vinden kankers vaak manieren om succesvolle aanvallen te ontwijken.
In deze studie trachtten Gillanders en zijn team deze uitdagingen aan te pakken met behulp van de nieuwste tools voor gensequencing van de volgende generatie, nieuwe voorspellende modelleringstechnieken en op bio-informatica gebaseerde computationele algoritmen - allemaal ontworpen om het aanmaakproces van vaccins te verfijnen.
De bevindingen suggereren dat langere epitoopfragmenten effectiever zijn in het opwekken van een langduriger immuunrespons die zowel CD8- als CD4-T-cellen omvat; dat een mutante marker die neo-antigenen markeert en wordt gekloond aan het einde van een epitoopstreng, zijn herkenning door het immuunsysteem aanzienlijk kan verhogen; en dat zelfs de best gepresenteerde epitopen zelden succesvol zijn bij het verkleinen van tumoren, tenzij ze vergezeld gaan van een extra immunotherapie-instrument, zoals anti-PD-L1 checkpoint-blokkade.
“Hoewel de eerste klinische ervaring veelbelovend is, is er nog meer werk aan de winkel om de vaccins te verfijnen en hun doeltreffendheid in diermodellen en klinische proeven te evalueren. Maar dit is een belangrijke eerste stap en wijst ons in de goede richting ”, zegt Gillanders.
Over de auteurs
Ondersteuning voor het werk kwam van Susan G. Komen for the Cure; het Alvin J. Siteman Cancer Center; het National Institute of Health (NIH); het National Cancer Institute; en de Stichting voor Barnes-Joods Ziekenhuis. - Original Study
Related Books:
Het lichaam houdt de score bij: Brain Mind and Body in the Healing of Trauma
door Bessel van der Kolk
Dit boek onderzoekt de verbanden tussen trauma en fysieke en mentale gezondheid en biedt inzichten en strategieën voor genezing en herstel.
Klik voor meer info of om te bestellen
Adem: de nieuwe wetenschap van een verloren kunst
door James Nestor
Dit boek verkent de wetenschap en praktijk van ademhalen en biedt inzichten en technieken voor het verbeteren van de fysieke en mentale gezondheid.
Klik voor meer info of om te bestellen
De plantenparadox: de verborgen gevaren van 'gezond' voedsel dat ziekten en gewichtstoename veroorzaakt
door Steven R. Gundry
Dit boek onderzoekt de verbanden tussen voeding, gezondheid en ziekte en biedt inzichten en strategieën om de algehele gezondheid en het welzijn te verbeteren.
Klik voor meer info of om te bestellen
De immuniteitscode: het nieuwe paradigma voor echte gezondheid en radicale antiveroudering
door Joël Greene
Dit boek biedt een nieuw perspectief op gezondheid en immuniteit, gebaseerd op principes van epigenetica en biedt inzichten en strategieën voor het optimaliseren van gezondheid en veroudering.
Klik voor meer info of om te bestellen
De complete gids voor vasten: genees uw lichaam door middel van intermitterend, afwisselende dagen en langdurig vasten
door dr. Jason Fung en Jimmy Moore
Dit boek onderzoekt de wetenschap en praktijk van vasten en biedt inzichten en strategieën voor het verbeteren van de algehele gezondheid en welzijn.
