Nieuwe klasse van op nanodeeltjes gebaseerde vaccins kan helpen bij het immuniseren tegen kanker

Grafisch abstract. Credit: ACS Nano (2022). DOI: 10.1021/acsnano.1c10709

Een vaccinatie als tumortherapie – met een vaccin dat individueel is gemaakt op basis van een weefselmonster van een patiënt dat het eigen immuunsysteem van het lichaam “verbindt” met kankercellen. De basis voor deze langetermijnvisie is nu gelegd door een team van onderzoekers van het MPI for Polymer Research en het Universitair Medisch Centrum Mainz, met name van de afdelingen Immunologie en Dermatologie. Hun resultaten zijn onlangs gepubliceerd in het tijdschrift ACS Nano.

“We hebben een nieuwe klasse van vaccins geïmplementeerd die een efficiënt alternatief kunnen vormen voor mRNA-vaccins”, zegt Prof. Dr. Lutz Nuhn, tot dusver groepsleider in Tanja Weil’s afdeling bij de MPI for Polymer Research en onlangs benoemd tot hoogleraar Macromoleculaire Chemie aan de Julius-Maximilians-Universiteit in Würzburg. Dat is bijvoorbeeld van belang voor mensen in wiens lichaam de aanmaak van eiwitten wordt verstoord als ze worden gevaccineerd met mRNA-vaccins – dat wil zeggen die soms tegen corona worden gebruikt – en voor wie deze vaccins dus maar een beperkt effect hebben.

De belangrijkste reden is echter dat als vaccins tegen kanker op een dag de norm moeten worden, er verschillende effectieve strategieën moeten worden onderzocht om specifieke immuuncellen van essentiële essentiële informatie te voorzien.

Antigeen plus immuunactivator gekoppeld aan nanodeeltjes

De nieuwe vaccinklasse bestaat uit twee componenten: ten eerste het antigeen, dat specifiek is voor de tumorcel en door het immuunsysteem moet worden herkend als een ‘vijand’, om zo te zeggen, en ten tweede de immuunactivator – een ‘stinger’. ’ dat het immuunsysteem door elkaar schudt.

Als immuunactivator gebruiken de onderzoekers het derivaat van een chemisch molecuul dat werd ontdekt door Sunil A. David in de VS en nu al met succes wordt gebruikt in het Indiase coronavaccin Covaxin. Op zichzelf is dit molecuul te actief en krachtig en zou het hevige ontstekingsreacties door het hele lichaam veroorzaken. Daarom hecht het onderzoeksteam het aan een drager, meer bepaald aan op polymeren gebaseerde nanodeeltjes die een gelachtige consistentie hebben, biologisch afbreekbaar zijn en lokaal het effect van de immuunactivator beperken. Deze materialen op nanoschaal met een diameter van minder dan 100 nanometer zijn ongeveer zo groot als virussen – de cellen van het immuunsysteem herkennen ze daarom heel goed, eten ze op en ontwaken zo uit hun sluimerstand. De nanodeeltjes openen zo een directe weg naar het immuunsysteem. En: “Door ze te binden aan nanopolymeren, konden we de immuunrespons tot het gewenste niveau afremmen”, legt Nuhn uit.

Vaccin doodt specifiek tumorcellen

Om het vaccin op de tumor te kunnen richten, moet u weten: Wat onderscheidt tumorweefsel van gezond weefsel, met andere woorden, welke specifieke antigenen worden op de kanker gevonden? Dit kan heel goed patiëntspecifiek zijn. “Als een tumor in een vroeg stadium wordt gediagnosticeerd, begint een race tegen de klok om het patiëntspecifieke vaccin zo snel mogelijk te produceren”, legt Nuhn uit.

Om de nieuwe vaccinklassen te ontwikkelen, gebruiken de onderzoekers eerst een modelantigeen. Ze hebben verschillende tumoren gegenereerd die dit modelantigeen dragen, zowel aan de oppervlakte als aan de binnenkant. De eerste onderzoeken zijn veelbelovend; de T-cellen die door het vaccin worden geactiveerd, doden alleen tumorcellen die het antigeen op hun oppervlak of zelfs binnenin dragen. Gezond weefsel daarentegen wordt niet aangetast. “De op polymeren gebaseerde nanodrager is een nuttige toolbox om antigeenspecifieke vaccins verder te evalueren en om verdere op vaccins gebaseerde therapeutische concepten tegen kanker te ontwikkelen”, zegt Nuhn. Eén ding moet echter worden gezegd: er zullen nog jaren van verder onderzoek nodig zijn voordat dergelijke vaccins patiënten van tumoren kunnen genezen. Ook zal het niet mogelijk zijn om alle vormen van kanker te bestrijden met een vaccin.