Иммунный переключатель, управляемый светом, можно использовать для уничтожения раковых клеток

Недавно исследователи из Института технологического машиностроения (IPE) Китайской академии наук (CAS) и Университета Китайской академии наук (UCAS) создали новую платформу для вакцины из цельных опухолевых клеток (TCV), которая позволяет достичь оптимального импульсного режима. усиление иммунитета за счет применения ближнего инфракрасного (NIR) освещения в месте вакцинации по требованию в зависимости от прогрессирования опухоли. Результаты исследования были опубликованы в Интернете в журнале Nature Communications.
Что такое цельноклеточная вакцина? Каковы преимущества цельноклеточной вакцины перед другими противоопухолевыми вакцинами? Каковы будущие сценарии применения этой вакцины? 21 августа репортер Science and Technology Daily взял интервью у экспертов, проводивших это исследование.
Цельноклеточная вакцина может стать индивидуализированной прецизионной терапией
Противоопухолевые вакцины уже давно считаются многообещающей формой иммунотерапии опухолей, которая может использовать иммунную систему организма для борьбы с опухолевыми клетками. Среди противоопухолевых вакцин цельноклеточные вакцины представляют собой классический тип индивидуализированной иммунотерапии опухолей.
«В частности, вакцины из цельных опухолевых клеток — это опухолевые вакцины, полученные путем инактивации целых опухолевых клеток физическими или химическими средствами». Янлин Л., соавтор статьи и научный сотрудник Института технологического проектирования, рассказал журналистам, что инактивационная обработка приводит к тому, что опухолевые клетки теряют присущую им туморогенность, но сохраняют свою иммуногенность, поэтому цельная опухолевая вакцина имеет полный набор опухолеспецифические и опухолеассоциированные антигены, которые могут вызывать специфический иммунный ответ организма.
После вакцинации опухолевые антигены вакцины будут высвобождаться, побуждая антигенпрезентирующие клетки (класс иммунных клеток) распознавать, поглощать и представлять их, а затем активировать иммунную систему организма, чтобы специфически убивать опухолевые клетки, тем самым подавляя рост. опухоли или ее устранение.
По мнению Льва Янлина, по сравнению с другими противоопухолевыми вакцинами, вакцины из цельных опухолевых клеток имеют три основных преимущества. «Во-первых, с точки зрения приготовления цельноопухолевые вакцины просты, недороги и легко добываемы; в то же время цельноопухолевые вакцины содержат все антигены опухолей, что позволяет избежать сложной процедуры идентификации опухолевых антигенов. и может вызвать мультивалентный иммунный ответ, уменьшая возможность иммунного ускользания». Более того, цельноклеточная вакцина имеет больший потенциал для индивидуальной точной терапии, поскольку она содержит аутологичные опухолевые антигены, сказал Льв Янлин.
Однако у всего есть две стороны, и вакцины из цельных опухолевых клеток имеют свои недостатки: их иммуногенность слаба, а вызываемые ими иммунные реакции сильно различаются у разных людей. Таким образом, существует острая необходимость в разработке новых концепций и технологий посредством междисциплинарных междисциплинарных разработок, чтобы реализовать иммунопотенциацию по требованию.
Под руководством Ма Гуанхуи, академика Китайской академии наук и научного сотрудника Института технологических процессов, и Вэй Вэя, научного сотрудника Института технологических процессов, сотрудники института основаны на научно-исследовательском фонде иммунотерапии опухолей. и разработке биологических лекарственных форм в течение многих лет проводил совместные исследования фотофункциональных материалов и разработки биомиметических лекарственных форм с Тянь Чжиюанем, профессором Школы химических наук Университета Китайской академии наук.
Решение двух основных проблем: слабой иммуногенности и неконтролируемого иммунного ответа in vivo.
Говоря о приготовлении цельноклеточной вакцины, Мэн Цзяци, соавтор статьи и аспирант Университета Китайской академии наук, дал репортеру подробное описание приготовления инактивированной вакцины. Она сказала: «Инактивация вакцины обычно включает химическую инактивацию, физическую инактивацию и другие способы. Основная идея состоит в том, чтобы разрушить белковую структуру клетки, чтобы она потеряла биологическую активность. Химическая инактивация осуществляется с помощью химических реагентов, обычно используемые химические реагенты включают в себя раствор формальдегида и т. д.; физическая инактивация осуществляется с помощью высокой температуры, ультрафиолетового света, многократного замораживания и оттаивания и других физических методов воздействия на клетки».
Мэн Цзяци пояснил, что в процессе приготовления, после того как традиционная цельноопухолевая вакцина инактивируется, структура клеток может быть повреждена, возникают такие проблемы, как утечка или потеря антигена, что, в свою очередь, проявляется в возникновении слабого иммунного ответа в организме. . В процессе применения традиционные цельноопухолевые вакцины по-прежнему сталкиваются с проблемой стимуляции слабого иммунного ответа, что в основном выражается в низкой эффективности рекрутирования антигенпрезентирующих клеток, слабой антигенпрезентирующей способности и неконтролируемом иммунном ответе.
В этой исследовательской работе исследователи создали специальную конструкцию для решения вышеуказанных проблем. «Сначала мы загрузили наночастицы с фототермическим эффектом в опухолевые клетки и заставили их вырабатывать белки теплового шока посредством воздействия ближнего инфракрасного света, которые могут действовать как эндогенные иммунные адъюванты для усиления иммунного ответа». Доктор Пауэлл, один из первых авторов статьи и член Школы химических наук Университета Китайской академии наук, сказал: «После этого мы инактивировали обработанные опухолевые клетки путем замораживания-оттаивания, то есть мы получили светоконтролируемая цельноопухолевая вакцина (LN-TCV), которая гарантирует сохранение опухолеассоциированных антигенов в полном объеме».
После однократной иммунизации исследовательская группа смогла вызвать местно-индуцированную легкую воспалительную реакцию, применив ближнее инфракрасное лазерное облучение к месту вакцинации. Этот процесс способствует привлечению, активации и представлению дендритных клеток, которые затем активируют Т-клетки в лимфатических узлах для последующего уничтожения опухолевых клеток.
На этом основании, чтобы отслеживать скорость роста опухоли, исследовательская группа также предложила индикатор — колебание скорости роста опухоли (FTGR). Колебания скорости роста опухоли могут быть достигнуты повторным лазерным облучением ближнего инфракрасного диапазона в месте прививки, что обеспечивает стандарт для разумного усиления иммунного ответа по требованию, позволяя импульсному усилителю точно соответствовать процессу развития опухоли.
Результаты фотоконтролируемых цельноопухолевых вакцин все еще относятся к доклиническим исследованиям
По словам Янлин Лу, это исследование решает проблему слабой иммуногенности традиционных цельноопухолевых вакцин, а также проблему неконтролируемого иммунного ответа in vivo.
«В процессе создания фотоконтролируемой цельноопухолевой вакцины мы индуцировали выработку эндогенного адъюванта путем фототермической загрузки наночастиц и облучения опухолевых клеток лазером ближнего инфракрасного диапазона. Обычно эндогенные адъюванты производятся путем трансгенеза, и наш подход проще. , менее трудоемкий и более простой в обращении, чем процесс трансгенеза, опосредованный вирусом». Сказал Янлинь Лу.
Тем временем исследовательская группа использовала два замораживания и оттаивания для инактивации опухолевых клеток, что, с одной стороны, гарантировало, что все опухолеассоциированные антигены могут быть сохранены и не допущены утечки; с другой стороны, вакцина, приготовленная этим методом, обеспечивала возможность длительного хранения опухолевых антигенов в месте вакцинации.
Кроме того, важным нововведением этого исследования является использование ближнего инфракрасного света — простого и неинвазивного метода управления иммунным ответом.
«После однократного введения фотоконтролируемой цельноопухолевой вакцины облучение места вакцинации лазером ближнего инфракрасного диапазона вызывает местное нагревание, что создает локальную легкую воспалительную среду, которая способствует привлечению антигенпрезентирующих клеток и увеличивает степень противоопухолевый иммунный ответ, и поскольку противоопухолевое прогрессирование контролируется, место вакцинации может быть повторно облучено ближним инфракрасным светом в необходимое время для дальнейшей стимуляции иммунного ответа для достижения подавления или устранения опухоли». Пауэлл объясняет.
По мнению Янлин Лу, эта новая платформа вакцины из цельноопухолевых клеток исследует возможность оптического манипулирования иммунным ответом, что имеет большой потенциал и блестящие перспективы для клинического применения. «В будущем у этой платформы есть много возможностей для развития. Микроокружение опухоли очень сложное, и мы можем расширить вакцину от одной опухолевой клетки до множества смешанных клеток опухолевой ткани, что может обеспечить иммунную систему с более богатой библиотекой антигенов, содержащей больше антигенов, что дает возможность активировать более индивидуализированный и сильный иммунный ответ, что еще больше улучшает и усиливает терапевтический эффект». Она сказала.
В будущем лазеры могут быть заменены светоизлучающими диодами (СИД) во время клинического перевода, а исследователи смогут разработать носимые светодиодные патчи с дистанционным управлением, чтобы еще больше улучшить соблюдение режима лечения пациентами и маневренность врача. Янлинь Лу сказал: «Мы можем даже представить себе будущее, в котором пациенты, вакцинированные цельноопухолевыми вакцинами, смогут получать телемедицину, не выходя из дома, и лечиться с помощью своих смартфонов, тем самым эффективно активируя иммунные реакции и персонализируя медицину в мгновенное действие».
Примечательно, что исследователи также подчеркнули, что результаты все еще являются доклиническими, а фактическая клиническая эффективность еще требует дальнейшей проверки. Переведено с помощью www.DeepL.com/Translator (бесплатная версия)