En vaccination som tumörterapi — med ett vaccin som är individuellt skapat från en patients vävnadsprov som "fäster" kroppens eget immunförsvar till cancerceller. Grunden för denna långsiktiga vision har nu uppnåtts av ett team av forskare från MPI för polymerforskning och University Medical Center Mainz, i synnerhet från institutionerna för immunologi och dermatologi. Deras resultat publicerades nyligen i tidskriften ACS Nano .

"Vi har implementerat en ny klass av vacciner som kan utgöra ett effektivt alternativ till mRNA-vacciner", säger prof. Dr. Lutz Nuhn, hittills gruppledare på Tanja Weils avdelning vid MPI för polymerforskning och nyligen utnämnd till professor i makromolekylär kemi vid Julius-Maximilians-Universitetet i Würzburg. Detta är till exempel viktigt för personer i vars kroppar produktionen av proteiner störs när de vaccineras med mRNA-vacciner – det vill säga sådana som ibland används mot corona – och för vilka dessa vacciner därför endast har en begränsad effekt.

Det främsta skälet är dock att om vacciner mot cancer en dag ska bli normen måste olika effektiva strategier utforskas för att förse specifika immunceller med viktig nyckelinformation.

Antigen plus immunaktivator kopplad till nanopartiklar

Den nya vaccinklassen består av två komponenter:För det första antigenet, som är specifikt för tumörcellen och som ska kännas igen av immunsystemet som en "fiende", så att säga, och för det andra, immunaktivatorn - en "stinger". " som skakar upp immunförsvaret.

Som immunaktiverare använder forskarna derivatet av en kemisk molekyl som upptäcktes av Sunil A. David i USA och som redan används framgångsrikt i det indiska coronavaccinet Covaxin. I sig själv är denna molekyl för aktiv och potent och skulle orsaka våldsamma inflammatoriska reaktioner i hela kroppen. Därför fäster forskargruppen den på en bärare – mer exakt till polymerbaserade nanopartiklar som har en gelliknande konsistens, är biologiskt nedbrytbara och lokalt begränsar effekten av immunaktivatorn. Dessa material i nanoskala med diametrar på mindre än 100 nanometer är ungefär lika stora som virus — immunsystemets celler känner därför igen dem mycket väl, äter dem och vaknar på så sätt ur deras vilande läge. Nanopartiklarna öppnar alltså upp en direkt väg in i immunförsvaret. Och:"Genom att binda dem till nanopolymerer kunde vi strypa immunsvaret till önskad nivå", förklarar Nuhn.

Vaccin dödar specifikt tumörceller

För att vaccinet ska rikta in sig på tumören behöver du veta:Vad skiljer tumörvävnad från frisk vävnad – med andra ord, vilka specifika antigener finns på cancern? Detta kan mycket väl vara patientspecifikt. "If a tumor is diagnosed in the early stages, a race against time begins to produce the patient-specific vaccine as quickly as possible," Nuhn explains.

To develop the new vaccine classes, the researchers first use a model antigen. They have generated various tumors that carry this model antigen—either on the surface or inside. Initial studies are promising; the T cells activated by the vaccine only kill tumor cells that carry the antigen on their surface or even inside. Healthy tissue, on the other hand, is not affected. "The polymer-based nanocarrier is a helpful toolbox to further evaluate antigen-specific vaccines and to develop further vaccine-based therapeutic concepts against cancer," Nuhn says. One thing must be said, however:Several years of further research will be needed before such vaccines can cure patients of tumors. Nor will it be possible to combat all types of cancer with a vaccine. + Utforska vidare

Emerging vaccine nanotechnology