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Vaccino contro le cellule dendritiche per cercare e distruggere le cellule tumorali

Anche il cancro solido con una dimensione di nodulo di 2 mm o anche 1 mm nel tessuto per il paziente è già una malattia di tutto l'organismo. Poiché ciascuna delle sue cellule è un organismo cellulare, è necessaria la distruzione di tutte le cellule tumorali per curare il cancro. Ma prima devi trovare tutte le cellule tumorali nel corpo tra le cellule normali. Ciò può essere ottenuto con un vaccino.

Il cancro non è uno, ma la diffusione invisibile dei discendenti delle cellule immortali da una cellula tumorale nei tessuti sani circostanti e in tutto il corpo attraverso il sangue e la linfa senza confini e senza fine con la distruzione dei tessuti e prendendo il loro posto. Da questo è chiaro che il cancro è un'invasione cellulare.

Questo e il meccanismo dell'invasione - l'inclusione di alcuni geni, la diffusione delle cellule tumorali è molto simile a un'infezione batterica.

I meccanismi molecolari delle cellule del sistema immunitario sono identici anche per la ricerca e la distruzione di batteri e virus, nonché delle cellule tumorali nel corpo del paziente.

Un vaccino è un farmaco che contiene un antigene immunitario. Usando un vaccino nel corpo, viene innescata una risposta immunitaria: la distruzione dell'antigene e con esso il corriere, in questo caso, la cellula tumorale.

Il vaccino prende di mira le proteine ​​dell'antigene sulla cellula cancerosa. Sono catturati da una cellula presentante l'antigene con l'aiuto di recettori e avvia il processo di distruzione del loro portatore: una cellula cancerosa e senza effetti collaterali.

È stato ora dimostrato che il sistema immunitario è in grado di distruggere qualsiasi tipo di cellula cancerosa, ma la cellula cancerosa sviluppa una serie di difese che le consentono di eludere la risposta immunitaria. Non tutto è chiaro qui. Le protezioni delle cellule tumorali includono:

- insufficiente immunogenicità dell'antigene specifico del tumore;

- la capacità di una cellula cancerosa di causare immunosoppressione mediante secrezione di interleuchina 10, fattore di crescita endoteliale vascolare, ecc., con una diminuzione della funzione dei linfociti T;

- violazione del meccanismo per la presentazione dell'antigene delle cellule tumorali specifico del tumore (I.A. Baldueva, 2001);

- mascherare l'antigene sulla superficie di una cellula cancerosa con una proteina fetale con il codice "5T4", ecc.

Il proteoma di una cellula cancerosa è solo all'inizio dello studio, pertanto i suoi antigeni sono determinati solo per i singoli tipi di cellule. Gli autori dividono gli antigeni in gruppi in diversi modi:

1) antigeni a seguito di epimutazioni nei geni delle proprietà di una cellula normale che la trasformano in una cellula cancerosa e antigeni a seguito di mutazioni o epimutazioni nei geni soppressori di questa cellula;

2) antigeni sintetizzati in una cellula cancerosa, ma assenti in una cellula normale dello stesso tipo; questa è una serie di proteine ​​fetali, tra cui l'enzima telomerasi - hTERT, 4 ottobre, Nanog, nucleostemina, una proteina con la denominazione in codice "5T4", ecc.

Si è scoperto che nel corpo, le principali cellule della ricerca nei tessuti di antigeni di diversi portatori sono cellule dendritiche (DC). Si trovano in tutti i tessuti, ma in un piccolo numero. Queste sono cellule con processi lunghi e ramificati che penetrano tra le cellule dei tessuti, per le quali sono chiamate dendritiche (dal greco. Dendron - albero).

Le DC sono le prime cellule che effettuano la sorveglianza immunitaria degli antigeni di qualsiasi genesi. Secondo loro, queste cellule riconoscono i loro portatori: cellule tumorali, batteri, virus. Le DC catturano le cellule tumorali nella matrice intercellulare quando entrano nel sangue e nei linfatici capillari e, soprattutto, nel flusso sanguigno stesso.

Sebbene una cellula cancerosa provenga da una cellula del suo corpo, sintetizza specifiche proteine ​​dell'antigene e le espone sulla sua superficie. In questo caso, la cellula cancerosa è riconosciuta dal sistema immunitario come un "estraneo", non proprio.

Sappiamo già che sulla superficie della cellula presentante l'antigene ci sono molecole di HLA. Queste sono glicoproteine, la loro struttura è unica in ogni individuo. Per il sistema immunitario, servono come segni del "proprio". Gli antigeni sembrano essere collegati alle molecole HLA dal sistema immunitario. Un linfocita T citotossico di una singola molecola di recettore riconosce sulla cellula non solo un antigene estraneo, ma un complesso di una molecola HLA e un antigene, ad es. "Proprio" e "alieno". Delle due classi di queste molecole, solo le molecole di classe I sono direttamente coinvolte nel contatto di T-killer con cellule bersaglio.

DK proviene da una cellula staminale ematopoietica. Nel corpo umano esiste in due stati: immaturo e maturo. Immaturi si trovano in vari tessuti dove catturano gli antigeni delle cellule tumorali. Allo stesso tempo, le DC possono distinguere qualsiasi antigene dai loro recettori, in che modo differiscono dalle cellule T e dalle cellule B.

Fenotipo di DC immaturo: alta endocitosi ed espressione dell'assorbimento dell'antigene; bassa espressione di molecole di adesione e molecole costimolatorie; capacità di trasformarsi in macrofagi. Tale fenotipo crea un'attività pronunciata di DC immaturi per catturare antigeni, ma una bassa rappresentazione di antigeni. In presenza di fattori di maturazione, queste cellule si trasformano in DC maturi dopo 2 giorni.

Il fenotipo delle DC mature: la presenza di molti processi, che aumenta la loro superficie e la capacità di muoversi attivamente; bassa adesione alla plastica; scarsa capacità di endocitosi e bassa espressione dei recettori per la cattura di antigeni; alta espressione di molecole costimolatorie B7-1, B7-2 e adesione. Sono le uniche cellule in grado di presentare cellule T ingenue con antigeni precedentemente sconosciuti e, diversamente dalle altre cellule presentanti l'antigene, il loro effetto stimolante sui linfociti T è 10-100 volte più forte (M.V. Pashenkov, B.V. Pinegin, 2001; A.V. Kuznetsova et al., 2003).

Diversi tipi di cellule tumorali secernono l'interleuchina 10, che impedisce la maturazione delle DC e blocca l'attività di presentazione dell'antigene delle DC per i linfociti T e secerne anche sostanze che inibiscono la differenziazione dei precursori CD34 - DC.

È stato dimostrato che nei pazienti che soffrono di cancro, la quantità di DC nel corpo è ridotta e le cellule stesse sono funzionalmente inferiori. Sulla loro superficie, l'espressione di molecole adesive e co-stimolanti è ridotta, così come una riduzione critica delle molecole di HLA, in particolare la classe I. "Quindi un intero collegamento intermedio della risposta immunitaria cade, motivo per cui i linfociti T citotossici non sono in grado di distruggere le cellule tumorali". Questi cambiamenti possono essere i motivi principali della mancanza di una risposta immunitaria alle cellule tumorali nel corpo (I.A. Baldueva, 2001; V.M. Moiseenko, 2005).

Le capacità uniche delle cellule dendritiche hanno permesso di usarle per creare vaccini per uccidere le cellule tumorali. In questo caso, una delle fasi della preparazione del vaccino è la riproduzione della DC in coltura. Ciò consente di sostituire la CC difettosa del paziente con cellule piene.

Ma gli scienziati hanno già trovato un'altra via d'uscita: hanno sviluppato un metodo per ottenere cellule dendritiche da cellule staminali embrionali per lo stesso scopo.

AV Kuznetsova ed altri (2004) scrivono che gli studi clinici sui vaccini a base di cellule dendritiche, nonostante i risultati incoraggianti per l'uccisione delle cellule cancerose, "sono ancora nella fase iniziale". I compiti principali nella creazione di vaccini basati su DC per questo scopo sono:

"Uno studio delle cause molecolari con cui le cellule tumorali alterano l'espressione genica e la funzione delle cellule dendritiche";

- "determinazione dei recettori delle cellule dendritiche e vie di segnalazione attraverso le quali agiscono le cellule tumorali";

- "la creazione di mediatori che attivano le cellule dendritiche in una certa direzione, per stimolare la necessaria risposta immunitaria";

- "la scelta dei vettori che producono questi mediatori e stimolano le cellule dendritiche in vivo";

Gli scienziati ritengono che queste aree di ricerca "sull'uso delle cellule dendritiche possano portare alla creazione di nuovi farmaci e vaccini

per stimolare la risposta immunitaria contro varie infezioni e tumori ".

Per i vaccini, le DC possono essere isolate da due fonti: dai loro precursori immaturi: le cellule del midollo osseo CD34 e dai monociti del sangue periferico dal paziente.

Lo schema di produzione del vaccino a cellule dendritiche è il seguente:

1) preparazione di cellule dendritiche. Le cellule che danno origine a cellule dendritiche, ad esempio i monociti, sono isolate dal sangue del paziente. Sono coltivati ​​per 7 giorni con fattori di crescita: fattore stimolante le colonie di granulociti-macrofagi e interleuchina-4 con controllo e cambiamento del terreno. Il giorno 4, viene aggiunto a loro un antigene preparato dalle cellule tumorali di un determinato paziente.

2) l'isolamento delle proteine ​​dell'antigene dalle cellule tumorali viventi dal materiale bioptico - di solito un frammento tumorale.

Un frammento di tumore viene dissociato nelle cellule dagli enzimi.
Le cellule tumorali vengono lavate via e, dopo un trattamento speciale, vengono distrutte e da esse si ottiene un lisato proteina-antigene. È usato per la presentazione alle cellule dendritiche.

3) incubazione di DC con antigeni proteici da una cellula cancerosa per diversi giorni. Da ciò si ottiene una sospensione di cellule dendritiche caricate con proteine ​​di antigene delle cellule tumorali - questo è un vaccino.

A cosa serve una simile incubazione? Il fatto è che le DC sono "sparse" in tutti i tessuti di tutto il corpo, quindi la possibilità che lo stesso antigene introdotto le contatta è piccola. Durante l'incubazione, le cellule dendritiche "ricordano" gli antigeni delle cellule tumorali e quando vengono introdotti nel vaccino, riconoscono le cellule tumorali e causano una risposta immunitaria per distruggerle.

Attualmente esiste un processo di accumulo di conoscenze sulle DC e la loro acquisizione, coltivazione e attivazione; sugli antigeni: le loro fonti, preparazione e consegna; dose, frequenza e via di somministrazione sono in fase di sviluppo; criteri per la valutazione della risposta del sistema immunitario all'introduzione di convenzionali e modificati

cellule dendritiche (A.V. Kuznetsova et al., 2004).

Vie di somministrazione del vaccino. Questi percorsi sono ancora allo studio. Finora, è stato dimostrato che il vaccino DC viene efficacemente somministrato al paziente per via intradermica sotto forma di una "scorza di limone" in 2 o 3 punti sul retro. Il volume della sospensione cellulare introdotta è di solito fino a 3 ml.

Fasi di attivazione dei linfociti T citotossici dopo l'introduzione del vaccino nel corpo del paziente:

1) il vaccino DC è un antigene delle cellule tumorali sotto forma di un peptide per linfociti T in vivo e li attiva;

2) I linfociti T "addestrati" nell'antigene delle cellule tumorali riconoscono le cellule tumorali nel corpo e li lisano;

3) "La DC ospite riconosce le cellule tumorali lisate e supporta l'attività dei linfociti T citotossici" (I. A. Baldueva, 2003).

Per l'effetto contro le cellule tumorali, l'incubazione di DC con antigeni dalle cellule tumorali viene ripetuta secondo il programma di vaccinazione. Gli antigeni per l'incubazione con DC di un paziente possono essere non solo un lisato proveniente da cellule tumorali - il più delle volte, ma anche peptidi, cDNA o mRNA che codificano le proteine ​​dell'antigene delle cellule tumorali di un paziente.

Quindi, un vaccino a base di DC con antigeni delle cellule tumorali di un paziente specifico ha l'obiettivo di insegnare ai linfociti T e B del sistema immunitario a cercare le cellule tumorali nel corpo del paziente e distruggerle.

Il vaccino crea una risposta immunitaria prolungata ritardata alle cellule tumorali, che lo distingue dai farmaci chemioterapici che hanno un effetto immediato e a breve termine. Ma questo non è un vaccino preventivo, ma un mezzo per distruggere le cellule tumorali del cancro di un paziente.

Inoltre, mentre i vaccini vengono preparati contro alcuni tipi di cellule tumorali. Il fatto che tali vaccini siano creati dagli antigeni delle cellule cancerose di un paziente e che siano diretti contro un tipo di cellula tumorale sono seri svantaggi dei vaccini, a differenza dei vaccini contro batteri e virus.

Per preparare un vaccino contro qualsiasi tipo di cellula cancerosa, è necessario che contengano sintesi di proteine ​​totali. Finora, l'enzima telomerasi, hTERT e il suo RNA, è una proteina così comune. La telomerasi è sintetizzata nel 90% di diversi tipi di cellule tumorali nell'uomo, ma in una cellula normale dello stesso tipo non esiste sintesi, ad es. i suoi geni non sono inclusi.

EJ Moskaleva, S.E. Severin (2002) ha citato dati provenienti da studi che hanno dimostrato che l'immunizzazione con RNA telomerasi ha suscitato una risposta immunitaria negli animali contro diversi tipi di cellule tumorali. Quindi, durante l'immunizzazione di topi con l'aiuto di cellule dendritiche trasfettate con TERT RNA, i ricercatori hanno scoperto la comparsa di linfociti T citotossici, che lisavano non solo le cellule di melanoma, ma anche diversi tipi di cellule tumorali. Lo stesso è stato dimostrato in esperimenti in vitro con cellule tumorali di vario tipo, prelevati da pazienti.

È stato anche dimostrato che l'immunizzazione con DC, in cui l'RNA è stato introdotto dalle cellule tumorali, è più efficace se non si utilizza l'RNA di una singola proteina, ma l'RNA totale, poiché le cellule dendritiche vengono attivate immediatamente contro diverse proteine ​​dell'antigene.

EJ Moskaleva, E.S. Severin concluse che i risultati degli esperimenti di questi ricercatori "ci consentono di considerare l'HTERT RNA come un potenziale antigene universale specifico per il tumore".

Quindi, un vaccino a base di DC può essere uno dei mezzi più efficaci per uccidere le cellule tumorali, in quanto non lascerà una singola cellula cancerosa nel corpo del paziente.

In un articolo "Cancer Vaccine" (2000), gli scienziati americani hanno sviluppato un vaccino che "può aiutare con tutti i tipi di cellule tumorali". Il principio della sua azione: attiva le difese del corpo, costringendolo a cercare e distruggere le cellule tumorali.

L'idea degli autori era quella di creare un vaccino universale contro il cancro, uno che stimola il sistema immunitario del corpo stesso, attacca e distrugge vari tipi di cellule tumorali.

Un vaccino creato dagli scienziati della Duke University of America contiene una proteina speciale. È presente in ogni cellula e nelle cellule tumorali la sua quantità è molto più alta del normale. Pertanto, i ricercatori hanno deciso che questa proteina è un "bersaglio" adatto. Che cosa sia questa proteina "speciale" non è indicata nel lavoro.

Durante i test sui vaccini nei topi di laboratorio, "il numero di diversi tipi di cancro è diminuito in modo significativo". Ma il Dr. John Toy della British Cancer Research Foundation teme che "il vaccino agisca indiscriminatamente su tutte le cellule" e sproni il corpo a distruggere non solo le cellule tumorali, ma anche quelle sane.

Gli scienziati ritengono che saranno necessari numerosi studi, anche al fine di dissipare tali preoccupazioni. In un modo o nell'altro, gli scienziati hanno scoperto che "è possibile creare un singolo vaccino applicabile contro vari tipi di cellule tumorali".

Fino ad ora, i vaccini contro il cancro sono preparati sulla base di antigeni proteici da tutte le cellule nella composizione del cancro dal paziente, molto spesso sotto forma di lisato. Ma ora è stato scoperto che ci sono due tipi di cellule nella composizione delle cellule tumorali: 1) cellule staminali tumorali - ce ne sono pochissime e 2) cellule non cancerogene - costituiscono la maggior parte delle cellule tumorali.

Una cellula staminale cancerosa è la causa del cancro e, grazie all'auto-rinnovamento, mantiene solo le dimensioni del suo pool di progenie e la crescita del cancro a causa della moltiplicazione delle cellule non cancerose nelle cellule tumorali.

Pertanto, per gli onco-vaccini, anche per un vaccino a base di cellule dendritiche, dovrebbero essere assunte le proteine ​​dell'antigene provenienti dalle cellule staminali cancerose, ma non dalle cellule cancerose non cancerose. Questo nuovo approccio è stato recentemente implementato da ricercatori italiani su gliomi cerebrali in esperimenti su topi.

Sono stati creati due vaccini basati su cellule dendritiche attivate dai lisati: 1) un lisato da cellule non cancerose e 2) un lisato da cellule staminali cancerose.

Le fasi degli esperimenti: 1) trapianto di cellule di glioma nel cervello dei topi: un gruppo contiene cellule non cancerose e l'altro contiene cellule staminali tumorali dallo stesso glioma.

2) settimane dopo il trapianto di cellule di glioma, gli animali sono stati vaccinati 3 volte.

Risultati: 1) un vaccino basato su un lisato di cellule staminali tumorali "animali protetti in modo affidabile dal verificarsi di entrambi i tipi di tumori";

2) un vaccino basato su un lisato di cellule non cancerose ha curato solo il 50% degli animali con un tumore da cellule non cancerose e "non ha assolutamente eliminato la crescita tumorale di topi da cellule staminali cancerose".

Quindi gli autori dello studio hanno proposto per la prima volta un nuovo approccio alla creazione di onco-vaccini basati su cellule dendritiche. Lo stesso approccio dovrebbe essere usato per creare un altro tipo di vaccino contro il cancro. L'efficacia della stimolazione dei linfociti T citotossici nei confronti del bersaglio - cellule staminali tumorali, è stata molto più elevata rispetto all'approccio standard - sulla base di un lisato proveniente da tutte le cellule tumorali.

Gli esperimenti hanno anche mostrato la differenza nella stimolazione del sistema immunitario contro vari bersagli in un singolo tumore. Gli autori concludono che un vaccino a base di DC attivato dagli antigeni delle cellule staminali tumorali “ha grandi promesse e si svilupperà sicuramente. È questo approccio che troverà una rapida incarnazione clinica. " Fonte: Cancer Res. 2006. 66;

10247-10252 (citato da: A.V. Bersenev, 2006).
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