Specjaliści mówili o tym na siódmej debacie eksperckiej Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, która odbyła się w ramach cyklu „Ufajmy nauce”. Prof. Maciej Żylicz biochemik, biolog molekularny, prezes Fundacji na Rzecz Nauki Polskiej przypomniał, że prace nad szczepionkami przeciwnowotworowymi trwają od dziesiątków lat. Jak wyjaśnił, nie chodzi o szczepionki profilaktyczne przeciw wirusom HPV czy HBV, przyczyniającym się do rozwoju nowotworów, ale o szczepionki terapeutyczne, które mają sprawić, że nasz własny układ immunologiczny rozpozna nowotwór jako coś obcego i zaatakuje go.
Jak działa szczepionka na raka?
Prof. Żylicz zaznaczył, że początkowo szukano takich zmian (mutacji) w genach komórek nowotworowych, które odróżniałyby je od komórek zdrowych. „Szukano takich zmian w genach, które byłyby typowe dla wszystkich nowotworów. Okazało się jednak, że nowotwory bardzo się od siebie różnią (...) więc znalezienie szczepionki, która działałaby na wszystkie typy nowotworów jest praktycznie niemożliwe” – tłumaczył specjalista.
Obecnie wiadomo, że terapeutyczna szczepionka przeciwnowotworowa powinna być bardziej spersonalizowana – nie tylko ze względu na typ nowotworu, ale i na pacjenta z danym nowotworem. Jedną z obiecujących opcji szczepionek przeciwnowotworowych są szczepionki oparte o technologię mRNA, wykorzystaną do stworzenia szczepionki przeciw wirusowi SARS-CoV-2, przypomniał prof. Żylicz.
„Ta technologia pierwotnie była przewidziana do walki z nowotworami, ale z punktu widzenia szczepionek mRNA nowotwór jest znacznie trudniejszym przeciwnikiem niż wirusy” – powiedział prof. Jacek Jemielity z Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego.
Jak wyjaśnili specjaliści, aby stworzyć szczepionkę mRNA sekwencjonuje się DNA komórek nowotworowych oraz zdrowych danego pacjenta i szuka się tych elementów, które najbardziej odróżniają te komórki od siebie. „W ten sposób wybiera się około 20 odmiennych genów, a następnie przepisuje się tę informację genetyczną na mRNA i wstrzykuje się je pacjentowi” – tłumaczył prof. Żylicz.
W komórkach, na bazie mRNA powstają fragmenty białek (peptydy), a komórki odporności uczą się je rozpoznawać jako obce antygeny, po to, by następnie mogły rozpoznawać i atakować komórki nowotworu.
Prof. Jemielity ocenił, że mRNA może być bardzo skuteczne, dlatego, że w jednej jego nici można zakodować kilkanaście albo kilkadziesiąt antygenów. „Te fragmenty nie muszą być długie, a dodatkowo mogą występować w kilku wariantach na wypadek dodatkowych mutacji” – tłumaczył.
Prof. Jacek Jassem podkreślił, że szczepionki mRNA są dobrze tolerowane, łatwo ulegają degradacji, nie integrują się z genomem gospodarza i nie są zakaźne. „Ponadto, pobudzają zarówno odporność humoralana, jak i komórkową, są dosyć łatwe w produkcji, a ich produkcja jest niedroga” – wymieniał.
Jak wyglądają badania nad szczepionkami na raka?
Jak przypomniał prof. Żylicz, obecnie toczą się też badania nad peptydowymi szczepionkami przeciwnowotworowymi – zamiast wprowadzać do komórek mRNA, w którym zapisany jest przepis na peptydy, wprowadza się same peptydy charakterystyczne dla komórek nowotworowych. Mają one być następnie rozpoznawane przez komórki odporności jako obce, a dzięki temu komórki nowotworu będą atakowane i niszczone.
Prof. Krzysztof Giannopoulos, hematolog, kierownik Zakładu Hematoonkologii Doświadczalnej Uniwersytetu Medycznego w Lublinie, który pracował w Niemczech nad szczepionkami peptydowymi na jeden z rodzajów białaczek, podkreślił, że podaje się najbardziej immunogenną część białka (najbardziej immunogenny peptyd), która ma pobudzać odpowiedź limfocytów cytotoksycznych, niszczących komórki nowotworu. „W nowotworach, gdzie – wydaje się – ten mechanizm przetwarzania antygenów jest upośledzony możliwa była pewna przewaga szczepionek peptydowych (nad szczepionkami mRNA – PAP)” – ocenił prof. Giannopoulos.
Jak przypomniał, w przypadku szczepionek przeciwnowotworowych problemem jest m.in. to, że antygeny na komórkach nowotworowych są najczęściej znane organizmowi, ponieważ nowotwory wywodzą się z naszych własnych komórek. Dlatego układ odporności może nie rozpoznawać ich jako obce.
„Mutacje, które doprowadzają do powstania nowych antygenów są stosunkowo rzadkie” – powiedział hematolog. Dlatego bazuje się najczęściej na tym, że na komórkach prawidłowych ekspresja danego antygenu jest niewielka a na zmienionych nowotworowo dużo większa. „Ale nadal to jest ten sam antygen” – powiedział.
W jego opinii szczepionki znajdą swoje zastosowanie w leczeniu nowotworów na jakimś etapie terapii, ale nie będzie to taki przełom jak w przypadku na przykład szczepień przeciwwirusowych.
Prof. Jemielity przypomniał, że obecnie trwają również prace nad komórkowymi szczepionkami przeciwnowotworowymi. Polegają one na pobieraniu limfocytów T cytotoksycznych, które są następnie modyfikowane genetycznie, żeby rozpoznawały nowotwór, i ponownie wstrzykiwane pacjentowi.
Prof. Natalia Marek-Trzonkowska, dyrektor Międzynarodowego Centrum Badań nad Szczepionkami Przeciwnowotworowymi na Uniwersytecie Gdańskim, pracuje nad nową terapią na raka płuca wykorzystującą wiedzę na temat roli limfocytów T regulatorowych. Są to komórki odporności, które indukują tolerancję immunologiczną, dlatego w chorobach nowotworowych pełnią funkcję negatywną. „Bardzo często nowotwory zwabiają wręcz te komórki na swój teren i na przykład w raku płuca widzimy bardzo dużo komórek T regulatorowych, które niewątpliwie przyczyniają się do tolerancji tego nowotworu i osłabiają działanie terapii cytotoksycznych. Tę wiedzę można wykorzystać do opracowania skutecznej terapii, która będzie niszczyła tę tolerancję immunologiczną” – powiedziała specjalistka.
Jak dodała, jej zespół opracował algorytm, dzięki któremu możliwa jest identyfikacja komórek rozpoznających nowotwór. „Potrafimy je wyselekcjonować z krwi pacjenta, wysortować przy użyciu specjalnych urządzeń i namnożyć in vitro, żeby potem móc podawać te komórki zwrotnie pacjentom. (...) Dla każdego pacjenta wybieramy inne komórki – całe klony limfocytów T cytotoksycznych i pomocniczych, bo te dwa typy komórek ze sobą współpracują i ich obecność ich jest niezbędna do powodzenia terapii” – tłumaczyła.
Dodała, że obecnie powinno się rozwijać terapię personalizowaną w przypadku szczepionek przeciwnowotworowych. „Nowotwory bardzo się zmieniają. Są różne na różnych etapach choroby nowotworowej i musimy szybko reagować” – oceniła.
Zdaniem prof. Jemielitego ogromnym wyzwaniem w przypadku nowotworów jest też ich heterogenność. „Nowotwory są na pewno bardzo trudnym przeciwnikiem, ponieważ wykształciły mechanizmy, aby usypiać nasz układ immunologiczny. Dlatego duże nadzieje rodzi łączenie szczepionek przeciwnowotworowych z inhibitorami punktu kontrolnego (leki, które powodują, że nowotwory stają się bardziej „widoczne” dla układu odporności – PAP)” – powiedział specjalista.
Prof. Jassem podkreślił, że z powodu trudności w opracowaniu szczepionek przeciwnowotworowych, sukcesy w tej dziedzinie są dosyć skromne. „Oprócz szczepionki BCG (szczepionka na gruźlicę stosowana w immunoterapii raka pęcherza – PAP) są jeszcze dwie lecznicze szczepionki zarejestrowane na nowotwory – jedna w leczeniu raka gruczołu krokowego, a druga w czerniaku” – powiedział prof. Jassem.
Dodał, że szczepionka na rozsianego raka prostaty (Sipuleucel-T) przez jakiś czas budziła duże nadzieje. Jest jednak niewygodna we produkcji i w zastosowaniu. Poza tym pojawiła się nowa terapia hormonalna w raku prostaty, która jest skuteczniejsza i prostsza w stosowaniu (doustna). Podobnie stało się w czerniaku, w leczeniu którego nastąpił rozwój skutecznych leków immunokompetentnych.
„Niemniej jednak zainteresowanie szczepionkami przeciwnowotworowymi nadal istnieje i obecnie toczy się ponad 1000 badań klinicznych nad nimi” – podsumował prof. Jassem. Dodał, że szczepionki mają szereg zalet i jest spora szansa na zastosowanie ich, może nie w monoterapii, ale łącznie z innymi metodami leczenia nowotworów.
Czytaj też:
Polscy naukowcy mają patent na druk tarcz uranowych. Chodzi o cenny radiofarmaceutykCzytaj też:
Korzystasz z telefonu w toalecie? Możesz nabawić się różnych chorób