Forskare från UT Southwestern Medical Center har utvecklat en första i sitt slag mot nanopartikelvaccin som riktar sig mot flera olika cancertyper.

Nanovaccinet består av tumörantigener - tumörproteiner som kan kännas igen av immunsystemet - inuti en syntetisk polymer nanopartikel. Nanopartikelvaccin levererar små partiklar som stimulerar immunsystemet att starta ett immunsvar. Målet är att hjälpa människors egna kroppar att bekämpa cancer.

"Det som är unikt med vår design är enkelheten i den enkelpolymersammansättning som exakt kan leverera tumörantigener till immunceller samtidigt som den stimulerar medfödd immunitet. Dessa åtgärder resulterar i säker och robust produktion av tumörspecifika T-celler som dödar cancerceller, " sa Dr Jinming Gao, professor i farmakologi och otolaryngologi vid UT Southwesterns Harold C. Simmons Comprehensive Cancer Center.

En studie som beskriver denna forskning, publiceras online idag i Naturens nanoteknik , rapporterade att nanovaccinet hade antitumöreffekt i flera tumörtyper hos möss.

Forskningen var ett samarbete mellan laboratorierna för studie seniorförfattarna Dr. Gao och Dr. Zhijian "James" Chen, Professor i molekylärbiologi och chef för Centrum för inflammationsforskning. Centret grundades 2015 för att studera hur kroppen känner av infektioner och för att utveckla metoder för att utnyttja denna kunskap för att skapa nya behandlingar för infektion, immunförsvar, och autoimmunitet.

Typiska vacciner kräver immunceller för att plocka upp tumörantigener i ett "depåsystem" och sedan resa till lymfoidorganen för T-cellsaktivering, sa Dr Gao. Istället, nanopartikelvaccin kan resa direkt till kroppens lymfkörtlar för att aktivera tumörspecifika immunsvar.

"För att nanopartikelvaccin ska fungera, de måste leverera antigener till korrekta cellulära fack inom specialiserade immunceller som kallas antigenpresenterande celler och stimulera medfödd immunitet, " sa Dr Chen, också utredare vid Howard Hughes Medical Institute och innehavare av George L. MacGregor Distinguished Chair in Biomedical Science. "Vårt nanovaccine gjorde alla dessa saker."

I detta fall, det experimentella UTSW nanovaccinet fungerar genom att aktivera ett adapterprotein som heter STING, vilket i sin tur stimulerar kroppens immunförsvar att avvärja cancer.

Forskarna undersökte en mängd olika tumörmodeller hos möss:melanom, kolorektal cancer, och HPV-relaterade cancerformer i livmoderhalsen, huvud, nacke, och anogenitala regioner. I de flesta fallen, nanovaccinet bromsade tumörtillväxten och förlängde djurens liv.

Andra vaccinteknologier har använts i cancerimmunterapi. Dock, de är vanligtvis komplexa - bestående av levande bakterier eller multiplex biologiska stimulantia, sa Dr Gao. Denna komplexitet kan göra produktionen dyr och, i vissa fall, leda till immunrelaterade toxiciteter hos patienter.

Med framväxten av nya nanoteknologiska verktyg och ökad förståelse för polymera läkemedelsleveranser, Dr Gao sa, området för nanopartikelvaccin har vuxit och tilldragit sig ett intensivt intresse från akademi och industri under det senaste decenniet.

"De senaste framstegen när det gäller att förstå medfödd och adaptiv immunitet har också lett till fler samarbeten mellan immunologer och nanoteknologer, ", sa Dr Chen. "Dessa partnerskap är avgörande för att driva på den snabba utvecklingen av nya generationer av nanovacciner."

Undersökningsteamet arbetar nu med läkare vid UT Southwestern för att utforska kliniska tester av STING-aktiverande nanovacciner för en mängd olika cancerindikationer. Att kombinera nanovacciner med strålning eller andra immunterapistrategier som "checkpoint-inhibition" kan ytterligare öka deras antitumöreffektivitet.