Дослідники виявили, що точно сконструйована вакцина проти ВПЛ значно підвищує здатність імунної системи знищувати ракові клітини, не додаючи нові компоненти, а перебудовуючи наявні на нанорівні. Результати, опубліковані 11 лютого в журналі Science Advances, демонструють, що навіть незначні структурні коригування можуть перетворити слабку імунну відповідь на потужний протипухлинний ефект. Цей прорив підкреслює область «структурної наномедицини», що розвивається, розроблена Чадом А. Міркіним з Північно-Західного університету, де розташування інгредієнтів вакцини так само критично, як і самі інгредієнти.
Сила розташування: за межами «підходу блендера»
Традиційна розробка вакцин покладається на змішування антигенів (молекул, одержаних з пухлини) з ад’ювантами (імуностимуляторами) – метод, який Міркін описує як “підхід блендера”. Хоча цей метод ефективний, йому не вистачає точного контролю за тим, як імунна система обробляє вакцину. Нове дослідження перевертає цю парадигму, показуючи, що організація цих інгредієнтів у ретельно розроблену наноструктуру дає чудові результати.
Команда сконструювала сферичну нуклеїнову вакцину (SNA) – глобулярну ДНК-структуру, що проникає в імунні клітини, – і систематично протестувала різні конфігурації її компонентів. У гуманізованих моделях тварин з ВПЛ-позитивним раком і зразках пухлин пацієнтів одна конфігурація виявилася видатною: уявлення пептиду, отриманого з ВПЛ, на поверхні SNA, закріпленого його N-кінцем, викликало збільшення вироблення інтерферону-гама, ключового протипухлинного сигналу, вісім. Ця конфігурація призвела до значно сильнішої активації CD8 «клітин-вбивць», найпотужніших борців з раком в імунній системі, і сповільнила зростання пухлин у мишей.
Структурна наномедицина: нова ера розробки вакцин
Йдеться не лише про ВПЛ. Лабораторія Міркіна вже застосувала цей підхід структурної наномедицини до вакцин проти меланоми, раку молочної залози, колоректального раку, раку передміхурової залози та дрібноклітинного раку Меркеля, кілька кандидатів проходять клінічні випробування на людях. Основний принцип простий: структура має значення. Одні й ті самі інгредієнти, за умови правильної організації, можуть давати сильніший ефект із меншою токсичністю.
“Цей ефект виник не через додавання нових інгредієнтів або збільшення дози”, – сказав доктор Йохен Лорх, керівник дослідження. «Він виник через розумнішу уяву тих самих компонентів. Імунна система чутлива до геометрії молекул».
Майбутні перспективи: ІІ та повторне використання існуючих кандидатів
Міркін передбачає використання штучного інтелекту для прискорення розробки вакцин, швидкого аналізу незліченних структурних комбінацій виявлення найефективніших прихильностей. Цей підхід також може вдихнути нове життя в попередні кандидати у вакцини, які показали перспективність, але не досягли мети, просто оптимізуючи їхню наноструктуру. Область швидко розвивається: більш ніж 1000 комерційних продуктів вже включають технологію SNA.
«Ми могли пройти повз цілком прийнятні компоненти вакцини просто тому, що вони були в неправильній конфігурації», — заявив Міркін. «Ми можемо повернутися до них, реструктурувати та перетворити їх на потужні ліки».
Це дослідження знаменує собою фундаментальне зрушення у тому, як розробляються вакцини, від грубого змішування до точного нанопроектування. Наслідки виходять за межі ВПЛ, пропонуючи потужний новий інструмент у боротьбі з раком та іншими захворюваннями.
