Det enda terapeutiska cancervaccinet som finns på marknaden har hittills visat mycket begränsad effekt i kliniska prövningar. EPFL-forskare arbetar för närvarande med ett alternativ. De har utvecklat en plattform som gör att ett cancervaccin kan levereras till en exakt plats och stimulera immunförsvaret på ett säkert sätt – och därigenom övervinna ett av de två hindren för att skapa ett effektivt vaccin.

Terapeutiska cancervacciner utvecklades först för 100 år sedan och har hittills i stort sett varit ineffektiva. Innan påtagliga resultat kan uppnås, två stora hinder måste övervinnas. För det första, eftersom tumörmutationer är unika för varje patient, cancercellsantigener måste riktas extremt exakt, vilket är väldigt svårt att uppnå. För det andra, ett säkert system behövs för att leverera vaccinet till rätt plats och uppnå ett starkt och specifikt immunsvar.

Li Tangs team vid EPFL:s School of Engineering kommer på en lösning på leveransproblemet. Forskarna har använt en polymerisationsteknik som kallas polykondensation för att utveckla ett prototypvaccin som kan resa automatiskt till önskad plats och aktivera immunceller där. Den patenterade tekniken har framgångsrikt testats på möss och är ämnet för en artikel som dyker upp i ACS Central Science . Li Tang har också varit med och grundat en startup som heter PepGene, med partners som arbetar på en algoritm för att snabbt och exakt förutsäga muterade tumörantigener. Tillsammans, de två teknikerna bör resultera i ett nytt och bättre cancervaccin under de kommande åren.

Hjälper kroppen att försvara sig

De flesta vacciner - mot mässling och stelkramp till exempel - är förebyggande. Friska individer inokuleras med försvagade eller inaktiverade delar av ett virus, som får deras immunsystem att producera antikroppar. Detta förbereder kroppen för att försvara sig mot framtida infektion.

Dock, syftet med ett terapeutiskt cancervaccin är inte att förhindra sjukdomen, utan för att hjälpa kroppen att försvara sig mot en sjukdom som redan finns. "Det finns olika typer av immunterapier förutom vacciner, men vissa patienter svarar inte bra på dem. Vaccinet skulle kunna kombineras med dessa immunterapier för att få bästa möjliga immunsvar, " förklarar Li Tang. En annan fördel är att vacciner bör minska risken för återfall.

Men hur fungerar det hela?

Undviker att gå vilse i blodomloppet

Att leverera ett cancervaccin till immunsystemet involverar olika stadier. Först, patienten inokuleras med vaccinet subkutant. Vaccinet kommer alltså att resa till lymfkörtlarna, där det finns massor av immunceller. Väl där, vaccinet förväntas penetrera dendritiska celler, som fungerar som en slags varningsmekanism. Om vaccinet stimulerar dem korrekt, de dendritiska cellerna presenterar specifika antigener för cancerbekämpande T-celler, en process som aktiverar och tränar T-cellerna att attackera dem.

Proceduren verkar enkel, men är extremt svår att omsätta i praktiken. Eftersom de är väldigt små, komponenterna i ett vaccin tenderar att spridas eller absorberas i blodomloppet innan de når lymfkörtlarna.

För att övervinna det hindret, Li Tang har utvecklat ett system som kemiskt binder ihop vaccinets delar för att bilda en större enhet. Det nya vaccinet, heter Polycondensate Neoepitope (PNE), består av neoantigener (muterade antigener specifika för tumören som ska attackeras) och ett adjuvans. När det kombineras i ett lösningsmedel, komponenterna binder naturligt samman, bildar en enhet som är för stor för att absorberas av blodkärlen och som vandrar naturligt till lymfkörtlarna.

Väl inne i en dendritisk cell, vaccinets komponenter separeras igen. Detta gör det möjligt för dendritiska cellen att presentera de rätta antigenerna för T-cellerna, orsakar ett kraftfullt immunsvar. "Detta nya vaccin, kombinerat med en mycket avancerad analys av varje patients neoantigener, bör tillåta cancerpatienters immunsystem att aktiveras på ett personligt och säkert sätt, säger Li Tang.

Teamet fulländar fortfarande det stadium där de tumörspecifika antigenerna detekteras. "Detta identifieringsstadium är lika viktigt, ", avslutar Li Tang. "Eftersom dessa neoantigener inte finns i friska celler, noggrann identifiering gör att vi kan rikta in oss på tumörceller mycket exakt, utan någon toxicitet i frisk vävnad."