211service.com
Szczepionka zapewnia natychmiastową odporność
Układ odpornościowy organizmu jest często porównywany do armii, a szczepionki do ćwiczeń, które budują obronę przed patogenami. Wystawiając układ odpornościowy na działanie nieaktywnych form wirusa lub bakterii, szczepionka trenuje przeciwciała do zwalczania prawdziwego patogenu w przypadku inwazji. Jednak chociaż szczepionki przygotowują przeciwciała w celu zidentyfikowania napastnika, często nie dają konkretnych instrukcji, jak dokładnie go zniszczyć. Niektóre przeciwciała mogą z powodzeniem trafić w słaby punkt patogenu, podczas gdy inne mogą całkowicie nie trafić w cel. Jest to jeden z powodów, dla których uzyskanie skutecznej odpowiedzi immunologicznej w niektórych szczepionkach zajmuje zwykle kilka tygodni lub miesięcy.
Teraz naukowcy z Instytut Badawczy Scripps opracowali wstępnie zaprogramowane substancje chemiczne, które wiążą się z przeciwciałami i mówią im, jak rozpoznać część patogenu, znaną jako jego epitop. W eksperymentach zespół odkrył, że takie substancje chemiczne wywołały terapeutyczną odpowiedź immunologiczną, która hamowała wzrost dwóch rodzajów guzów u myszy. Naukowcy opublikowali swoje odkrycia w najnowszym numerze Materiały Narodowych Akademii Nauk .
Zastosowaliśmy podejście oparte na chemii, które nie indukuje przeciwciał, które mogłyby zostać zmarnowane, mówi Carlos Barbas , profesor biologii molekularnej i główny wykonawca artykułu. [To podejście] może skoncentrować odpowiedź immunologiczną na funkcjonalnych epitopach patogenu, czy to raka, czy wirusa.
Chemiczna szczepionka grupy może rozwiązać szereg problemów z niektórymi obecnymi szczepionkami, zarówno w klinice, jak i w laboratorium. Obecnie istnieją tylko dwie zatwierdzone przez FDA, licencjonowane szczepionki przeciwnowotworowe: jedna skierowana przeciwko wirusowemu zapaleniu wątroby typu B związanego z rakiem wątroby, druga przeciwko wirusowi brodawczaka ludzkiego (HPV), który prowadzi do raka szyjki macicy. W przypadku obu szczepionek pacjenci muszą przejść wielokrotne szczepienia, aby z czasem zbudować skuteczną obronę. Nie ma licencjonowanych szczepionek terapeutycznych, które bezpośrednio leczą istniejące nowotwory, a naukowcom trudno jest wytrenować przeciwciała do atakowania komórek rakowych, ponieważ powstają one z organizmu i nie są ogólnie uważane przez układ odpornościowy za obce.
Jednak w ciągu ostatnich kilku lat naukowcy zidentyfikowali markery na powierzchni komórek unikalne dla komórek rakowych. Istnieją cząsteczki zwane adiuwantami, które przyczepiają się do takich markerów i skłaniają układ odpornościowy do rozpoznawania i atakowania guzów. Adiuwanty są obecnie stosowane w klinikach, ale niektóre mają niepożądane skutki uboczne – na przykład bolesność, gorączkę i zapalenie stawów. Naukowcy szukają obecnie sposobów na genetyczną inżynierię przeciwciał monoklonalnych – przeciwciał stworzonych z jednej linii komórkowej – w celu rozpoznawania markerów nowotworowych i atakowania raka. Ale te metody są drogie, a Barbas twierdzi, że podejście chemiczne może zapewnić tańszą i szybszą alternatywę.
Barbas i jego zespół opracowali dwustopniową strategię chemiczną, która najpierw stawia przeciwciała organizmu w stan gotowości, a następnie podaje im instrukcje, które cele zniszczyć. W pierwszym etapie Barbas zaprojektował substancję chemiczną, która po wstrzyknięciu umożliwia przeciwciałom tworzenie wiązań kowalencyjnych. Normalnie przeciwciała nie mogą tworzyć takich wiązań. Drugi etap polega na wstrzyknięciu małej cząsteczki adaptera z dwóch części: jednej, która wiąże się kowalencyjnie z przeciwciałami, a drugiej, która wiąże się ze specyficznym epitopem lub markerem nowotworowym. Po wstrzyknięciu ta cząsteczka adaptera łączy się z przeciwciałami, a następnie wyszukuje i przyłącza się do określonego epitopu celu. Metoda ta jest zasadniczo podobna do podawania przeciwciałom sygnalizatora dźwiękowego i przełączania ich w stan gotowości. Czekają na połączenie w postaci cząsteczki adaptera, która po połączeniu natychmiast prowadzi ich bezpośrednio do słabego punktu celu, gdzie przeciwciało może zaatakować i dezaktywować patogen.
W swoich eksperymentach Barbas i jego koledzy wszczepili guzy raka okrężnicy i czerniaka do boków myszy i obserwowali, jak guzy rosną z czasem. Następnie wstrzyknęli myszom substancję chemiczną, która stymulowała przeciwciała, a następnie wstrzyknęli im ponownie cząsteczki adaptorowe, które wiążą się zarówno z przeciwciałami, jak i białkami powierzchniowymi integryn, znajdującymi się na każdym typie guza. Naukowcy zmierzyli objętość guzów do miesiąca po wstrzyknięciu, a następnie usunęli guzy i zważyli je. Odkryli, że osoby leczone dwuetapową szczepionką były znacznie mniejsze niż te pobrane od zwierząt, którym wstrzyknięto tylko cząsteczki adaptacyjne lub powszechnie stosowaną szczepionkę adiuwantową. Cząsteczki, których użyliśmy, mogą również wiązać ludzkie receptory, mówi Barbas. Może to potencjalnie przełożyć się bezpośrednio na ludzi.
Barbas mówi, że możliwe będzie dostosowanie nowego podejścia do szczepień do innych nowotworów i chorób. Naukowcy musieliby najpierw zidentyfikować specyficzne markery molekularne dla każdej choroby, a następnie zaprojektować cząsteczki adaptorowe, które prowadzą przeciwciała do wiązania się z tymi markerami.
Wyzwania pojawiają się właśnie w związku z tymi cząsteczkami ukierunkowanymi, mówi Barbas. Oczywiście w literaturze istnieje wiele, które można wykorzystać, ale te fascynujące, za którymi chcemy podążać, jeszcze nie istnieją. Niedawno odkryto epitop grypy, który jest wysoce konserwatywny i chcielibyśmy zaprojektować małą cząsteczkę, która wiąże się z tym epitopem i wiąże się z przeciwciałem. Chcielibyśmy zrobić to samo z HIV.
Howarda Kaufmana , dyrektor Mount Sinai Melanoma and Sarcoma Program, bada mechanizmy immunosupresyjne raka, szczególnie w czerniaku, i rozpoczyna badania kliniczne fazy I w celu przetestowania szczepionki przeciwko czerniakowi. Kaufman mówi, że technika szczepień Barbasa stanowi nowy sposób leczenia raka i innych chorób. To atrakcyjne podejście, mówi Kaufman. Jest to sposób na uzyskanie natychmiastowej immunizacji, w przeciwieństwie do czekania na kinetykę rozwoju odpowiedzi komórek T.
Kaufman podkreśla również, że potrzeba więcej pracy, aby dowiedzieć się, czy ta technika zadziała u ludzi. Nie jest jasne, czy ma to na celu ochronę długoterminową, i byłoby interesujące spróbować później zakwestionować myszy, które odrzuciły nowotwór z [innym] guzem, aby sprawdzić, czy nadal są chronione, mówi. To byłoby bardziej odpowiednie dla sytuacji człowieka.