Вакцина-имплантат вылечила мышей от рака

Какими только способами не пытались врачи побороть рак. Однако надёжного и простого метода, который бы работал буквально "от одной таблетки" до сих пор не существует. Своё нестандартное решение предложили американцы: они протестировали вакцину, которая была нанесена на имплантируемый в организм биодеградирующий диск.

Прежде чем рассказать о новом достижении, необходимо пояснить, как действуют вакцины и как с их помощью пытаются лечить рак.

Общий принцип действия примерно одинаков: необходимо научить иммунную систему организма распознавать и уничтожать враждебные клетки (сделать это можно по определённым онкомаркерам (cancer-specific marker). С этой целью в тело пациентов вводятся либо специфические молекулы, либо ослабленные радиацией раковые клетки.

Имплантат (на фото при большом увеличении) можно также пропитать бактериальными или вирусными антигенами (antigen), создавая таким образом комплексную защиту. С его помощью можно даже попытаться побороть такие аутоиммунные заболевания как диабет первого типа (фото Edward Doherty, Omar Ali, Microvision Labs). 

Иногда иммунные клетки "выселяют" из организма, чтобы научить их распознавать врагов в контролируемых условиях вовне (также при помощи особых молекул).
Все эти действия приводят к тому, что натренированные иммунные клетки начинают охоту за раковыми собратьями. Однако у каждого подхода свои недостатки. Так, было доказано, что натаскивание вне организма малоэффективно.

Всё из-за того, что после повторного внедрения выученных клеток в кровь слишком малое их количество добиралось до места назначения – лимфатических узлов (lymph node), в которых можно было бы передать новые знания всей иммунной системе. В результате устойчивый иммунный ответ не формировался.

Сейчас проходят клинические испытания терапевтических вакцин от различных типов рака, но ни одна из бывших и нынешних так до сих пор и не была признана Управлением по контролю над пищевыми продуктами и медикаментами США (FDA). Отметим, что в отличие от традиционных вакцин действие этих направлено не столько на предотвращение заболевания, сколько на его лечение (уменьшение размеров опухолей и полное избавление организма от недуга).

В пример "настоящих" можно привести препарат Gardasil — вакцину от вируса папилломы человека (human papillomavirus), которая призвана предотвращать заболевание. Она помогает защититься от нескольких распространённых видов рака, не давая развиться вирусной инфекции. Однако применять её уже после заражения бессмысленно, вылечиться от рака с её помощью невозможно.

Рак тем и опасен, что из-за своего внутреннего происхождения он практически не обнаруживается клетками иммунной системы. Подход Муни и его коллег позволил перенаправить реакцию организма. На фото: дендритная клетка (жёлтый цвет) "общается" с Т-лимфоцитами (показаны зелёным) (фото M. Rohde/GBF).


Группа учёных под руководством Дэвида Муни (David Mooney) из Гарварда хотела создать, что называется, препарат "два в одном" (не просто вакцину, но и лекарство) и решила проблему по-своему. Исследователи сконструировали из биоразлагаемого полимера, похожего на рассасывающиеся хирургические нити, подобие клетки, в которую поместили своеобразную тренировочную лабораторию.

На пористую полимерную матрицу, 90% которой занимает воздух, нанесли цитокины (cytokine), сигнальные молекулы, привлекающие внимание особых иммунных клеток называемых дендритными (dendritic cell). Когда вся конструкция помещается внутрь тела (под кожу), цитокины постепенно проникают в окружающее пространство, создавая градиент концентрации, по которому как по следу к месту вторжения подтягиваются дендритные клетки.

Внутри таблетки они обнаруживают небольшие фрагменты генетического материала, похожего на ДНК бактерий. По ним дендритные клетки определяют, что имеет место вторжение чужаков. А чтобы клетка знала кого атаковать, на полимер также наносятся фрагменты опухоли пациента. На обратном пути к лимфатическим узлам дендритные клетки захватывают с собой все эти молекулы, чтобы потом передать информацию Т-лимфоцитам и сформировать соответствующий иммунный ответ.

"Как только имплантат попадает внутрь тела, иммунная система обнаруживает опасный материал и начинает его уничтожение", — обобщает всё вышесказанное не участвовавший в данном исследовании биолог Тарек Фахми (Tarek Fahmy) из Йеля. Добавим лишь, что аналогичные боевые действия, заодно, начинаются и во всём организме.

Эксперименты показали, что применение вакцины-имплантата у мышей с уже существующей меланомой (melanoma) помогало значительно снизить рост опухолей и повысить выживаемость животных. Две вакцинации помогали и вовсе побороть опухоль в 20-50% случаев (в зависимости от продолжительности роста новообразования).

Учёные даже делают смелое предположение, что метод позволяет поддержать иммунитет в активном состоянии и предотвратить рецидивы.
По словам исследователей, это большой успех. Так как все другие продукты могли лишь предотвратить рост опухолей, но уменьшить уже существующие они были не в состоянии. Правда, стоит отметить, что проводить подобное сравнение сложно, так как у грызунов существует очень большое количество разновидностей рака. И понятно, что речь в данном случае идёт именно о вакцинах. Ведь никаких дополнительных лекарственных средств не применяется.

Исследователи уверены, что успех имплантата обусловлен тем, что он вызывает более мощный отклик иммунитета нежели обычные вакцины. Вероятно, образуется большое количество различных дендритных клеток, что, несомненно, отражается на результате терапевтического вмешательства.

Напоследок заметим, что для дальнейшей разработки и продвижения нового метода лечения рака (теперь уже для человека) была создана компания InCytu. Однако пока рано говорить, что подход, смоделированный на животных, поможет и людям. К сожалению, практика показывает, что подобное происходит не так часто, как хотелось бы.