211service.com
Een vaccin biedt onmiddellijke immuniteit
Het immuunsysteem van het lichaam wordt vaak vergeleken met een leger en vaccins met trainingsoefeningen die de verdediging tegen ziekteverwekkers opbouwen. Door het immuunsysteem bloot te stellen aan inactieve vormen van een virus of bacterie, traint een vaccin antilichamen om een echte ziekteverwekker te bestrijden in het geval van een invasie. Hoewel vaccins antilichamen voorbereiden om een aanvaller te identificeren, geven ze vaak geen specifieke instructies over hoe deze precies te vernietigen. Sommige antilichamen kunnen met succes de zwakke plek van een ziekteverwekker raken, terwijl andere het doel volledig kunnen missen. Dat is een van de redenen waarom het normaal gesproken enkele weken of maanden duurt voordat sommige vaccins een effectieve immuunrespons hebben opgebouwd.
Nu onderzoekers van de Scripps-onderzoeksinstituut hebben voorgeprogrammeerde chemicaliën ontwikkeld die zich binden aan antilichamen en hen vertellen hoe ze een deel van een pathogeen kunnen herkennen, bekend als zijn epitoop. In experimenten ontdekte het team dat dergelijke chemicaliën een therapeutische immuunrespons veroorzaakten die de groei van twee soorten tumoren bij muizen remde. De onderzoekers publiceerden hun bevindingen in het laatste nummer van de Proceedings van de National Academies of Science .
We gebruikten een op chemie gebaseerde benadering die geen antilichamen zou induceren die misschien verloren gaan, zegt Carlos Barbas , een professor in de moleculaire biologie en hoofdonderzoeker op het papier. [Deze benadering] zou een immuunrespons kunnen richten op functionele epitopen van de ziekteverwekker, of het nu kanker of een virus is.
Het op chemicaliën gebaseerde vaccin van de groep kan een aantal problemen met sommige huidige vaccins aanpakken, zowel in de kliniek als in het laboratorium. Tegenwoordig zijn er slechts twee door de FDA goedgekeurde, gelicentieerde kankervaccins: een die zich richt op hepatitis B geassocieerd met leverkanker, de andere voor het humaan papillomavirus (HPV), dat leidt tot baarmoederhalskanker. Voor beide vaccins moeten patiënten meerdere immunisaties ondergaan om in de loop van de tijd een effectieve verdediging op te bouwen. Er zijn geen goedgekeurde therapeutische vaccins die bestaande kankers direct behandelen, en onderzoekers vonden het moeilijk om antilichamen te trainen om kankercellen aan te vallen, omdat ze uit het lichaam komen en door het immuunsysteem over het algemeen niet als vreemd worden beschouwd.
In de afgelopen jaren hebben onderzoekers echter celoppervlakkenmerkers geïdentificeerd die uniek zijn voor kankercellen. Er zijn moleculen die adjuvantia worden genoemd en die zich hechten aan dergelijke markers en het immuunsysteem misleiden om tumoren te herkennen en aan te vallen. Hulpstoffen worden tegenwoordig in klinieken gebruikt, maar sommige hebben ongewenste bijwerkingen, bijvoorbeeld pijn, koorts en artritis. Wetenschappers zijn nu op zoek naar manieren om monoklonale antilichamen genetisch te manipuleren - antilichamen gemaakt van een enkele cellijn - om tumormarkers te herkennen en kanker aan te vallen. Maar deze methoden zijn duur, en Barbas zegt dat een op chemicaliën gebaseerde aanpak een goedkoper en sneller alternatief kan bieden.
Barbas en zijn team ontwikkelden een chemische strategie in twee fasen die eerst de antilichamen van het lichaam in alarm zet en hen vervolgens instructies geeft over welke doelen ze moeten vernietigen. In de eerste fase ontwierp Barbas een chemische stof die, eenmaal geïnjecteerd, antilichamen in staat stelt covalente bindingen te vormen. Normaal gesproken kunnen antilichamen dergelijke bindingen niet vormen. De tweede fase omvat het injecteren van een klein adaptermolecuul met twee delen: een die covalent bindt met antilichamen en de andere die bindt met een specifiek epitoop of kankermarker. Wanneer geïnjecteerd, verbindt dit adaptermolecuul zich met antilichamen en zoekt het vervolgens naar het specifieke epitoop van een doelwit en hecht het eraan. De methode is in wezen alsof je antilichamen een pieper geeft en ze op stand-by zet. Ze wachten op een oproep, in de vorm van het adaptermolecuul, dat hen, eenmaal verbonden, onmiddellijk rechtstreeks naar de zwakke plek van een doelwit leidt, waar het antilichaam de ziekteverwekker kan aanvallen en deactiveren.
In hun experimenten implanteerden Barbas en zijn collega's tumoren voor darmkanker en melanoom in de flanken van muizen en keken hoe de tumoren in de loop van de tijd groeien. Vervolgens injecteerden ze muizen met een chemische stof die antilichamen aanmaakt, voordat ze ze opnieuw injecteerden met adaptermoleculen die zowel binden met antilichamen als met integrines-oppervlakte-eiwitten die op elk type tumor worden aangetroffen. De onderzoekers maten het volume van tumoren tot een maand na injectie, verwijderden de tumoren en wogen ze. Ze ontdekten dat degenen die werden behandeld met het tweetrapsvaccin significant kleiner waren dan degenen die werden verwijderd uit dieren die waren geïnjecteerd met alleen de adaptermoleculen of met een veelgebruikt adjuvansvaccin. De moleculen die we gebruikten, kunnen ook menselijke receptoren binden, zegt Barbas. Dit zou zich mogelijk rechtstreeks in de mens kunnen vertalen.
Barbas zegt dat het mogelijk kan zijn om de nieuwe vaccinaanpak aan te passen aan andere kankers en ziekten. Onderzoekers zouden eerst specifieke moleculaire markers voor elke ziekte moeten identificeren en vervolgens adaptermoleculen moeten ontwerpen die ervoor zorgen dat antilichamen aan die markers binden.
De uitdagingen komen gewoon met deze targeting-moleculen op de proppen, zegt Barbas. Zeker, er bestaat veel in de literatuur die kan worden gebruikt, maar de fascinerende die we willen nastreven, bestaan nog niet. Onlangs is er een epitoop bij griep gevonden dat sterk geconserveerd is, en we zouden graag een klein molecuul ontwerpen dat zich aan dat epitoop bindt en aan een antilichaam bindt. Hetzelfde willen we ook doen met hiv.
Howard Kaufman , directeur van het Mount Sinai Melanoma and Sarcoma Program, bestudeert de immunosuppressieve mechanismen van kanker, met name bij melanoom, en begint fase I klinische proeven om een melanoomvaccin te testen. Kaufman zegt dat de vaccintechniek van Barbas een nieuwe manier is om kanker en andere ziekten te behandelen. Het is aantrekkelijk als benadering, zegt Kaufman. Het is een manier om onmiddellijke immunisatie te krijgen in plaats van te wachten op de kinetiek om T-celreacties te ontwikkelen.
Kaufman benadrukt ook dat er meer werk moet worden verzet om erachter te komen of de techniek bij mensen zou werken. Het is niet duidelijk of dit gericht is op bescherming op de lange termijn, en het zou interessant zijn om muizen die tumoren met [een andere] tumor hebben afgewezen, later uit te dagen, om te zien of ze nog steeds beschermd zijn, zegt hij. Dat zou relevanter zijn voor de menselijke situatie.