L'interruptor immune controlat per la llum es pot utilitzar per matar cèl·lules canceroses

Recentment, investigadors de l'Institut d'Enginyeria de Processos (IPE) de l'Acadèmia de Ciències de la Xina (CAS) i de l'Acadèmia de Ciències de la Xina (UCAS) han creat una nova plataforma de vacuna contra cèl·lules tumorals senceres (TCV), que pot aconseguir un pols òptim. Millora immune mitjançant la implementació d'il·luminació d'infrarojos propers (NIR) al lloc de vacunació segons la demanda segons la progressió del tumor. Els resultats de la investigació s'han publicat en línia a Nature Communications.
Què és una vacuna de cèl·lules tumorals senceres? Quins són els avantatges de la vacuna de cèl·lules tumorals senceres respecte d'altres vacunes de tumors? Quins són els futurs escenaris d'aplicació d'aquesta vacuna? El 21 d'agost, un periodista de Science and Technology Daily va entrevistar els experts que van dur a terme aquesta investigació.
La vacuna de cèl·lules tumorals senceres té el potencial d'una teràpia de precisió individualitzada
Les vacunes contra els tumors s'han considerat durant molt de temps una forma prometedora d'immunoteràpia tumoral, que pot utilitzar el sistema immunitari del cos per combatre les cèl·lules tumorals. Entre les vacunes tumorals, les vacunes de cèl·lules tumorals senceres són un tipus clàssic d'immunoteràpia individualitzada del tumor.
"Concretament, les vacunes de cèl·lules tumorals senceres són vacunes tumorals obtingudes mitjançant la inactivació de cèl·lules tumorals senceres mitjançant mitjans físics o químics". Yanlin Lv, co-autor de l'article i investigador associat de l'Institut d'Enginyeria de Processos, va dir als periodistes que el tractament d'inactivació fa que les cèl·lules tumorals perdin la seva tumorigenicitat intrínseca, però conserva la seva immunogenicitat, de manera que tota la vacuna contra les cèl·lules tumorals té un conjunt complet de Antígens específics del tumor i associats al tumor que poden provocar una resposta immune específica del cos.
Després de la vacunació, s'alliberaran els antígens tumorals de la vacuna, induint les cèl·lules presentadores d'antigen (una classe de cèl·lules immunitàries) a reconèixer-les, captar-les i presentar-les, i després activar el sistema immunitari del cos per matar específicament les cèl·lules tumorals, inhibint així el creixement. del tumor o eliminació del tumor.
Segons l'opinió de Lv Yanlin, en comparació amb altres vacunes contra el tumor, les vacunes de cèl·lules tumorals senceres tenen tres avantatges principals. "En primer lloc, pel que fa a la preparació, les vacunes de cèl·lules tumorals senceres són matèries primeres senzilles, econòmiques i fàcils d'obtenir; al mateix temps, les vacunes de cèl·lules tumorals senceres contenen tots els antígens dels tumors, cosa que pot evitar el complex procediment d'identificació d'antígens tumorals, i pot induir una resposta immune multivalent, reduint la possibilitat d'escapament immune". A més, la vacuna sencera de cèl·lules tumorals té més potencial per a una teràpia de precisió individualitzada perquè conté antígens autòlegs tumorals, va dir Lv Yanlin.
Tot i això, tot té dues cares, i les vacunes de cèl·lules tumorals senceres tenen els seus inconvenients: la seva immunogenicitat és feble i les respostes immunitàries que provoquen varien molt d'un individu a un altre. Per tant, hi ha una necessitat urgent de desenvolupar nous conceptes i tecnologies mitjançant el desenvolupament interdisciplinari interdisciplinari per tal de realitzar la immunopotenciació sota demanda.
Dirigit per Ma Guanghui, un acadèmic de l'Acadèmia de Ciències Xinesa i investigador de l'Institut d'Enginyeria de Processos, i Wei Wei, investigador de l'Institut d'Enginyeria de Processos, els investigadors de l'Institut, basats en la base de recerca de la immunoteràpia tumoral i l'enginyeria de formes de dosificació biològica durant molts anys, va dur a terme investigacions col·laboratives creuades sobre materials fotofuncionals i enginyeria de formes de dosificació biomimètica amb Tian Zhiyuan, professor de l'Escola de Ciències Químiques de la Universitat de l'Acadèmia Xinesa de Ciències.
Resoldre els dos problemes principals de la feble immunogenicitat i la resposta immune in vivo incontrolable
Parlant de la preparació de la vacuna sencera de les cèl·lules tumorals, Meng Jiaqi, co-primer autor de l'article i estudiant de doctorat a la Universitat de l'Acadèmia de Ciències de la Xina, va donar al periodista una descripció detallada de la preparació de la vacuna inactivada. Ella va dir: "La inactivació de les vacunes sol tenir inactivació química, inactivació física i altres maneres, la idea bàsica és destruir l'estructura de la proteïna de la cèl·lula, de manera que perdi activitat biològica. La inactivació química s'aconsegueix mitjançant reactius químics, entre els reactius químics utilitzats habitualment hi ha. solució de formaldehid, etc.; la inactivació física es fa mitjançant alta temperatura, llum ultraviolada, congelació i descongelació repetides i altres mètodes físics per tractar les cèl·lules".
Meng Jiaqi va explicar que en el procés de preparació, després d'inactivar la vacuna tradicional de cèl·lules tumorals senceres, l'estructura cel·lular es pot danyar, hi ha problemes com ara la pèrdua o la pèrdua d'antigen, que al seu torn es manifesta en provocar una resposta immunitària feble al cos. . En el procés d'ús, les vacunes tradicionals de cèl·lules tumorals senceres encara tenen el problema d'estimular una resposta immune feble, que es reflecteix principalment en la baixa eficiència de reclutament de les cèl·lules presentadores d'antigen, la feble capacitat de presentació d'antigen i la resposta immune incontrolable.
En aquest treball de recerca, els investigadors van fer un disseny especial per resoldre els problemes anteriors. "Primer vam carregar nanopartícules amb efectes fototèrmics a les cèl·lules tumorals i les vam induir a produir proteïnes de xoc tèrmic mitjançant l'exposició a la llum infraroja propera, que poden actuar com a adjuvants immunitaris endògens per millorar la resposta immune". El Dr. Powell, co-autor del document i membre de l'Escola de Ciències Químiques de la Universitat de l'Acadèmia Xinesa de Ciències, va dir: "Després, vam inactivar les cèl·lules tumorals tractades mitjançant la congelació-descongelació, és a dir, vam obtenir el Vacuna de cèl·lules tumorals senceres controlada per la llum (LN-TCV), que garanteix que els antígens associats al tumor es puguin retenir en la seva totalitat".
Després d'una única immunització de vacunació, l'equip d'investigació va poder generar una resposta inflamatòria lleu induïda localment aplicant una irradiació làser d'infrarojos propers al lloc de vacunació. Aquest procés promou el reclutament, l'activació i la presentació de cèl·lules dendrítiques, que després activen les cèl·lules T als ganglis limfàtics per a la posterior destrucció de cèl·lules tumorals.
Sobre aquesta base, per tal de controlar la taxa de creixement del tumor, l'equip d'investigació també va proposar un indicador - Fluctuation in Tumor Growth Rate (FTGR). La fluctuació de la taxa de creixement del tumor es pot aconseguir mitjançant la irradiació làser d'infraroig proper repetida al lloc d'inoculació, que proporciona un estàndard per millorar raonablement la resposta immune a demanda, permetent que el reforç del pols s'adapti amb precisió al procés de desenvolupament del tumor.
Els resultats de la vacuna de cèl·lules tumorals senceres fotocontrolades encara pertanyen a la investigació preclínica
Segons Yanlin Lu, aquesta investigació resol el problema de la feble immunogenicitat de les vacunes tradicionals de cèl·lules tumorals senceres, així com el problema de la resposta immune incontrolable in vivo.
"En el procés de construcció de la vacuna de cèl·lules tumorals senceres fotocontrolada, vam induir la producció d'adjuvant endògen mitjançant la càrrega de nanopartícules fototèrmiques i la irradiació de les cèl·lules tumorals amb làser d'infraroig proper. Normalment els adjuvants endògens es produeixen per transgènesi, i el nostre enfocament és més senzill. , que requereix menys temps i més fàcil de manejar que el procés de transgènesi mediat per virus". Yanlin Lu va dir.
Mentrestant, l'equip d'investigació va utilitzar dues congelacions i descongelacions per inactivar les cèl·lules tumorals, cosa que d'una banda va assegurar que tots els antígens associats al tumor es poguessin retenir i no filtrar; d'altra banda, la vacuna preparada per aquest mètode garanteix que els antígens tumorals es poguessin emmagatzemar durant un llarg període de temps al lloc de vacunació.
A més, l'ús de llum infraroja propera, un mètode senzill i no invasiu per manipular la resposta immune, és una innovació important d'aquest estudi.
"Després d'una sola administració d'una vacuna de cèl·lules tumorals senceres fotocontrolada, la irradiació del lloc de vacunació amb un làser d'infraroig proper indueix un escalfament local, que crea un ambient inflamatori suau local, que afavoreix el reclutament de cèl·lules presentadores d'antigen i augmenta l'extensió de la resposta immune antitumoral i, a mesura que es controla la progressió antitumoral, el lloc de la vacuna es pot tornar a irradiar amb llum infraroja propera de nou en el moment necessari per estimular encara més la resposta immune per aconseguir la supressió o l'eliminació del tumor". Powell explica.
Segons l'opinió de Yanlin Lu, aquesta nova plataforma de vacuna de cèl·lules tumorals senceres explora la viabilitat de manipular òpticament la resposta immune, que té un fort potencial i perspectives brillants per a la traducció clínica. "En el futur, aquesta plataforma té molt espai per al desenvolupament. El microambient del tumor és molt complex i podem expandir la vacuna des d'una única cèl·lula tumoral a una varietat de cèl·lules mixtes del teixit tumoral, que poden proporcionar el sistema immunitari. amb una biblioteca d'antígens més rica que conté més antígens, oferint la possibilitat d'activar una resposta immune més individualitzada i més forta, millorant i potenciant encara més l'efecte terapèutic". Ella va dir.
En el futur, els làsers poden ser substituïts per díodes emissors de llum (LED) durant la traducció clínica, i els investigadors poden dissenyar LED de pegats controlats a distància i portàtils per millorar encara més el compliment del pacient i la maniobrabilitat del metge. Yanlin Lu va dir: "Fins i tot podem imaginar un futur en què els pacients vacunats amb vacunes de cèl·lules tumorals senceres puguin rebre telemedicina des de la comoditat de casa seva i ser tractats amb l'ajuda dels seus telèfons intel·ligents, activant així de manera efectiva les respostes immunes i la medicina personalitzada en un funcionament instantani".
En particular, els investigadors també van emfatitzar que les troballes encara són preclíniques i que l'eficàcia clínica real encara s'ha de verificar. Traduït amb www.DeepL.com/Translator (versió gratuïta)