Οι υπάρχουσες παραλλαγές της ανοσοθεραπείας του καρκίνου, όπως οι αποκλεισμοί σημείων ελέγχου του ανοσοποιητικού συστήματος, ωφελούν μόνο ένα μικρό υποσύνολο ασθενών λόγω του ανοσοκατασταλτικού μικροπεριβάλλοντος του όγκου. Η ικανότητα εμβολιασμού όγκων και μείωσης της ανοσοκαταστολής στο μικροπεριβάλλον είναι μια σημαντική μέθοδος για τη βελτίωση της ανοσοθεραπείας.
Σε μια νέα έκθεση που δημοσιεύθηκε στο Science Advances, ο Furong Cheng και μια ομάδα επιστημόνων από την Κίνα και τις ΗΠΑ παρουσίασαν μονοδοσικά νανοεμβόλια και αποκλεισμό του ανοσοποιητικού σημείου ελέγχου σε υδρογέλη για την υλοποίηση μια ισχυρής ανοσοθεραπείας μεγάλων όγκων. Ονόμασαν την εφεύρεση με τη συντομογραφία NvIH.
Βιολόγοι εξειδικευμένοι στον καρκίνο και βιομηχανικοί ανέπτυξαν το φάρμακο και εμβολίασαν το περιβάλλον του όγκου. Στη συνέχεια, εξήγησαν τη διαδικασία στην οποία υποβλήθηκε το εμβόλιο μέσα στον οργανισμό, ώστε να διατηρήσει την απελευθέρωση θεραπευτικών όγκων και να μειώσει τη συστηματική φλεγμονή.
Ο Cheng και οι συνεργάτες του χορήγησαν την ένωση σε μία δόση για να μειώσουν την πολυεπίπεδη ανοσοκαταστολή του μικροπεριβάλλοντος του όγκου, να προκαλέσουν ισχυρή μνήμη ανοσίας στην περιοχή με αποσκοπικό αντίκτυπο (επηρεάζοντας ταυτόχρονα τόσο τοπικούς όσο και απομακρυσμένους όγκους) στο ανοσοποιητικό σύστημα, με πρόσθετη επίδραση σε απομακρυσμένους ορθοτοπικό γλοιοβλάστωμα. Το νανοεμβόλιο (NvIH) έχει μεγάλες δυνατότητες για ανοσοθεραπεία σε όγκους.
Ανοσοθεραπεία καρκίνου
Η ανοσοθεραπεία του καρκίνου έχει σημαντικό αντίκτυπο σε πολλούς τύπους καρκίνου, αν και οι υπάρχουσες μέθοδοι ωφελούν μόνο ένα μικρό υποσύνολο ασθενών λόγω του ανοσοκατασταλτικού μικροπεριβάλλοντος του όγκου και της ανεπαρκούς διήθησης των αντικαρκινικών Τ-κυττάρων. Πολλές ερευνητικές προσεγγίσεις αντιμετωπίζουν αυτές τις προκλήσεις αναπτύσσοντας εμβόλια κατά του καρκίνου, χημειοθεραπεία, ακτινοθεραπεία και ογκολυτική ιοθεραπεία.
Σε αυτή την εργασία, η ομάδα ανέπτυξε νανοεμβόλια για ταυτόχρονη διασταυρούμενη παρουσίαση αντιγόνου, παράλληλα με την πολυδιάστατη ανοσοδιέγερση υποδοχέα αναγνώρισης προτύπων κατά του όγκου. Η υδρογέλη μακροκλίμακας και οι νανοφορείς είναι βιοϋλικά που μπορούν να διατηρήσουν χημικά και βιολογικά θεραπευτικά στοιχεία για να μειώσουν τις ανεπιθύμητες παρενέργειες εκτός στόχου. Αυτά τα αποτελέσματα υπογραμμίζουν τη δυνατότητα του NvIH για ασφαλή και ισχυρή ανοσοθεραπεία τοπικών και απομακρυσμένων όγκων.
Ιδανικά, ο εμβολιασμός του όγκου μπορεί να αναδιαμορφώσει το ανοσοποιητικό περιβάλλον στο μικροπεριβάλλον του όγκου και να προκαλέσει αντικαρκινικές αποκρίσεις των Τ-κυττάρων. Η ομάδα διευκόλυνε την παρατεταμένη απελευθέρωση ανοσοδιεγερτικών χρησιμοποιώντας μια θερμοευαίσθητη υδρογέλη Pluronic για την προετοιμασία των κατασκευών. Η ενέσιμη υδρογέλη επέτρεψε την ελάχιστα επεμβατική έγχυση χωρίς χειρουργική επέμβαση συνοδευόμενη από γρήγορη ζελατινοποίηση σε φυσιολογικές θερμοκρασίες για την επίτευξη παρατεταμένης κατακράτησης στο μικροπεριβάλλον του όγκου παράλληλα με την παρατεταμένη απελευθέρωση φαρμάκων από τη δεξαμενή υδρογέλης του νανοεμβόλιου.
Ισχυρή ενεργοποίηση αντιγονοπαρουσιαστικών κυττάρων (APC) από το εμβόλιο υδρογέλης
Η ερευνητική ομάδα περίμενε ότι η ταυτόχρονη χορήγηση ανοσοδιεγερτικών θα προκαλούσε ισχυρή ανοσοδιέγερση κατά του όγκου. Αρχικά παρακολούθησαν την αποτελεσματικότητα της ταυτόχρονης χορήγησης ανοσοδιεγερτικού. Στη συνέχεια, η ομάδα μελέτησε την ικανότητα του εμβολίου που βασίζεται σε υδρογέλη να ενεργοποιεί κύτταρα που παρουσιάζουν αντιγόνο.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ενισχυμένες προ-φλεγμονώδεις αποκρίσεις και ωρίμανση δενδριτικών κυττάρων, μαζί με την ικανότητα των νανοεμβολίων να συλλαμβάνουν αντιγόνα και να παράγουν ισχυρές αποκρίσεις αντικαρκινικών Τ-κυττάρων. Στη συνέχεια, οι επιστήμονες ερεύνησαν τον ρυθμό κατακράτησης των ανοσοδιεγερτικών στο μικροπεριβάλλον του όγκου, ενώ παρακολουθούσαν την ισχυρή αντικαρκινική ανοσία μέσω in situ εμβολιασμού του όγκου με μία δόση νανοεμβολίου υδρογέλης.
Η ερευνητική ομάδα μελέτησε τη θεραπευτική επίδραση του νανοεμβόλιου/υδρογέλης σε ένα μοντέλο ποντικού που εμβολιάστηκε υποδόρια με μεγάλους, ανεπαρκώς ανοσογονικούς όγκους. Τα αποτελέσματα έδειξαν αμελητέα αναστολή της ανάπτυξης του όγκου με ένα εμβόλιο ελέγχου, ενώ αντίθετα, το μονοδοσικό νανοεμβόλιο υδρογέλης μείωσε τον ρυθμό ανάπτυξης του όγκου, ενώ αύξησε την επιβίωση των ποντικών. Τα αποτελέσματα υπογράμμισαν την εξάρτηση από τη δόση του θεραπευτικού παράγοντα.
Οι ερευνητές διερεύνησαν το εμβόλιο με και χωρίς συμπερίληψη αναστολέα ανοσολογικού σημείου ελέγχου για ανοσοθεραπεία μεγάλου, ανεπαρκώς ανοσογονικού μελανώματος. Οι δύο παραλλαγές έδειξαν ισχυρή ανοσοθεραπευτική αποτελεσματικότητα μεγάλων όγκων με προληπτική αντικαρκινική ανοσία και διαρκή ανοσολογική μνήμη.
Πεδίο εφαρμογής για αποτελεσματικά νανοεμβόλια για θεραπεία καρκίνου με ισχυρή ανοσολογική μνήμη για την πρόληψη της υποτροπής
Με αυτόν τον τρόπο, ο Furong Cheng και η ομάδα του ερεύνησαν τη δυναμική της ανοσοθεραπείας για τη θεραπεία ενός αυξανόμενου αριθμού καρκίνων. Κατασκεύασαν ενέσιμα σύνθετα υδρογέλης ενσωματωμένα σε νανοσωματίδια για να αναπτύξουν τα νανοεμβόλια παράλληλα με τον αποκλεισμό του ανοσοποιητικού σημείου ελέγχου μέσα σε μια υδρογέλη (NvIH) που περιείχε τριπλά ανοσοδιεγερτικά για να διευκολύνει την παρατεταμένη κατακράτηση του όγκου μέσω της ρυθμιζόμενης απελευθέρωσης ανοσοθεραπευτικών.
Οι επιστήμονες πέτυχαν ισχυρή ανοσοθεραπεία μεγάλων τοπικών και απομακρυσμένων όγκων με επιδράσεις σε μια ποικιλία μοντέλων όγκων. Αυτά τα νανοεμβόλια έχουν μεγάλες δυνατότητες για συνδυασμένες στρατηγικές ανοσοθεραπείας που στοχεύουν μια σειρά τύπων καρκίνου.