Uma equipa de investigação da Universidade de Massachusetts Amherst anunciou recentemente que uma nova vacina baseada em nanopartículas preveniu com sucesso uma variedade de cancros agressivos, incluindo melanoma, cancro do pâncreas e cancro da mama triplo-negativo em experiências com ratos. Estudos demonstraram que, dependendo do tipo de cancro, até 88% dos ratos vacinados permaneceram livres de tumores durante todo o período experimental, e esta estratégia reduziu significativamente ou mesmo preveniu completamente a metástase do cancro no corpo em vários ensaios.
O núcleo desta vacina candidata é uma plataforma “superadjuvante” composta por nanopartículas lipídicas que podem simultaneamente encapsular e fornecer de forma estável duas moléculas imunoestimulantes diferentes e, em seguida, combiná-las com antígenos cancerígenos específicos ou “lisados tumorais” do próprio tumor. De acordo com a equipe de pesquisa, este projeto simula a forma como os patógenos enviam múltiplos “sinais de perigo” ao sistema imunológico, ativando assim de forma mais eficaz as células do sistema imunológico inato, levando-as a apresentar antígenos de forma eficiente e iniciar respostas de morte de células T contra tumores, ao mesmo tempo que estabelece uma memória imunológica duradoura.
Na primeira fase do estudo, os pesquisadores emparelharam a plataforma de nanopartículas com antígenos peptídicos de melanoma conhecidos, vacinaram camundongos e injetaram células de melanoma três semanas depois para simular um desafio tumoral. Os resultados mostraram que 80% dos camundongos que receberam esta nanovacina “superadjuvante” mantiveram a sobrevivência livre de tumores durante o período de observação de até 250 dias, enquanto o grupo de controle que recebeu vacinas tradicionais, fórmulas não nano ou nenhuma vacinação desenvolveu tumores e morreu em 35 dias. Ao mesmo tempo, em experimentos que simulam disseminação hematogênica e metástase, nenhuma metástase apareceu nos pulmões de camundongos vacinados com a nanovacina, enquanto nódulos tumorais óbvios foram encontrados nos pulmões de todos os animais controle, destacando seu potencial no bloqueio de metástase.
O líder da pesquisa, Prabhani Atukorale, professor assistente do Departamento de Engenharia Biomédica da escola, destacou que a equipe descreveu essa proteção como “imunidade de memória”. Sua vantagem é que a memória imunológica não se limita a uma determinada parte, mas se espalha por todo o corpo, mantendo assim patrulhas e vigilância de longo prazo contra células cancerígenas que possam surgir no futuro. Seu trabalho anterior mostrou que projetos semelhantes de nanodrogas podem reduzir ou até mesmo eliminar tumores pancreáticos existentes em camundongos, e isso mostra ainda que a mesma plataforma também pode ser usada como uma vacina preventiva para construir uma linha de defesa antes da formação de tumores.
No entanto, o desenvolvimento de antígenos especializados para cada câncer geralmente requer sequenciamento genético complexo e caro e análises de bioinformática. Para superar este obstáculo, a equipe tentou usar “lisados tumorais” de fontes mais diretas como antígenos na segunda fase, combinando todos os componentes das células cancerígenas mortas com nano “super adjuvantes” para fazer uma vacina, e testou seu efeito protetor contra melanoma, adenocarcinoma ductal pancreático e câncer de mama triplo-negativo em camundongos. Os resultados foram surpreendentes: num modelo de cancro do pâncreas, 88% dos ratos vacinados rejeitaram a formação de tumores; num modelo de cancro da mama, este valor foi de 75%, e num modelo de melanoma, 69%. Todos os camundongos vacinados que permaneceram livres de tumor durante o desafio inicial também mostraram forte resistência à metástase quando foram subsequentemente reinfundidos sistemicamente com células cancerígenas.
Griffin Kane, o primeiro autor do artigo e pesquisador de pós-doutorado na escola, disse que uma forte resposta das células T específicas do tumor é a chave para prolongar a sobrevivência e prevenir a recorrência. A razão pela qual esta nanoplataforma pode melhorar significativamente as respostas das células T é que ela resolve o problema de compatibilidade "incompatível" entre muitos adjuvantes imunológicos promissores: Em preparações tradicionais, múltiplas moléculas imunoestimulantes são muitas vezes difíceis de coexistir de forma estável devido a diferenças nas propriedades moleculares, enquanto as nanopartículas lipídicas podem co-encapsular e liberar coordenadamente diferentes adjuvantes como um "compartimento transportador", alcançando assim a ativação imune inata multicanal e a apresentação eficiente do antígeno.
Os investigadores acreditam que este sistema de nanopartículas fornece uma base sólida para a construção de uma vacina de “plataforma” que pode ser adaptada a uma variedade de cancros. No futuro, espera-se que seja utilizada como vacina terapêutica contra o cancro, para ajudar os pacientes diagnosticados a controlar a sua doença e reduzir o risco de recorrência e metástase. Pode também fornecer programas de imunização preventiva para grupos de alto risco. Concentrando-se nesta tecnologia central, Atukorale e Kane co-fundaram a empresa start-up NanoVax Therapeutics, que se dedica a promover a transformação clínica desta plataforma, completando a verificação de "redução de risco" de segurança e eficácia, e expandindo-a para mais tipos de cancro e cenários de tratamento.
Uma pesquisa relevante foi publicada na revista "Medicine" com um artigo intitulado "Nanopartículas superadjuvantes para vacinação de plataforma contra o câncer". A equipe planeja atualmente desenvolver vacinas terapêuticas contra o câncer com base na base existente e iniciou pesquisas translacionais em estágio inicial. Os pesquisadores também enfatizaram que esse progresso depende do apoio de múltiplas instituições, como o Departamento de Engenharia Biomédica, o Instituto de Ciências Aplicadas à Vida e a Escola Médica Colaboradora no campus. A interseção multidisciplinar é a chave para promover a tecnologia de nanoimunização do laboratório à clínica.