Une nouvelle approche pour développer des vaccins contre le cancer pourrait rendre les immunothérapies plus efficaces contre la leucémie myéloïde aiguë

La leucémie myéloïde aiguë (LAM) est un type de cancer du sang qui se forme dans la moelle molle des os, attaquant généralement les cellules qui constitueraient autrement l'élément clé du système d'immunodéfense de l'organisme, les globules blancs.

Dans une nouvelle étude publiée dans Avances de sangdes chercheurs du laboratoire Hubbell de l'école UChicago Pritzker d'ingénierie moléculaire ont créé une nouvelle approche pour développer des vaccins anticancéreux in situ qui pourraient augmenter l'efficacité des immunothérapies dans la LAM et d'autres cancers du sang.

“Nous essayons de proposer des approches vaccinales contre le cancer qui pourraient être plus facilement mises à l'échelle et appliquées, en d'autres termes, un type de vaccin qui fonctionne avec un certain nombre de cancers”, a déclaré le professeur Jeffrey Hubbell, professeur Eugene Bell en génie tissulaire. chez PME.

Protection puissante contre les attaques de pathogènes

La vaccination est une méthode bien connue pour prévenir les maladies causées par divers agents pathogènes comme les bactéries et les virus. Il agit en exposant une petite partie de l’agent pathogène – généralement une protéine – au système immunitaire afin que les cellules immunitaires soient préparées à combattre les agents pathogènes entrants.

Notre système immunitaire nous protège non seulement des attaques d’agents pathogènes, mais également de tout changement anormal se produisant dans le corps. Par exemple, les cellules immunitaires peuvent identifier des protéines mutées anormales ou des cellules cancéreuses et les éliminer du système. Ainsi, la vaccination contre le cancer est apparue comme un outil puissant pour exploiter le système immunitaire afin de traiter les cancers.

Certains vaccins agissent en empêchant le développement de cancers spécifiques, comme le vaccin contre le virus du papillome humain (VPH) qui protège contre un virus pouvant causer le cancer du col de l'utérus. D’autres vaccins sont des vaccins thérapeutiques, c’est-à-dire qu’ils renforcent l’immunité pour s’attaquer aux cancers existants. Cette nouvelle recherche entre dans cette dernière catégorie.

D'un point de vue immunitaire, le cancer peut souvent apparaître exactement comme un tissu sain, de sorte que le système immunitaire ne déclenche pas toujours une réponse contre lui de manière spontanée, a déclaré Anna Slezak, doctorante en génie moléculaire chez Pritzker, première auteure de l'article.

Slezak, qui est également membre associé stagiaire du Medicine Comprehensive Cancer Center de l'Université de Chicago, tente d'identifier les principales différences entre les cellules cancéreuses afin que ces attributs uniques puissent être ciblés pour déclencher une réponse immunologique spécifique contre les cellules cancéreuses plutôt que contre les tissus sains. .

Les cibles des cellules immunitaires, ou antigènes, sont généralement les protéines mutées des cellules cancéreuses. Depuis de nombreuses années, les scientifiques séquencent des échantillons de biopsies de tumeurs pour identifier des protéines cibles pouvant être utilisées pour développer des vaccins. Cette approche fondée sur la connaissance peut être très utile pour fabriquer des vaccins personnalisés, mais cela devient un processus laborieux.

Exploiter les caractéristiques uniques des cellules cancéreuses

Récemment, l'équipe de Hubbell a exploité une caractéristique unique des cellules cancéreuses pour développer un vaccin contre le cancer généralisé. Les cellules tumorales, contrairement aux cellules saines, possèdent des molécules de cystéine non appariées à leur surface en raison d'une dérégulation métabolique et enzymatique. Ces cystéines non appariées fournissent une caractéristique chimique enrichie en cellules tumorales qui peut être exploitée pour cibler leur matériau spécifiquement sur les cellules cancéreuses.

Attacher un adjuvant, généralement un médicament ou une substance chimique, au matériau qui marque les thiols libres peut renforcer la réponse immunitaire et transformer la cellule tumorale elle-même en vaccin, simplement en injectant le matériau dans le sang.

“Notre matériau se lie spécifiquement à ces thiols libres et peut lier de manière covalente notre adjuvant à la cellule tumorale, aux débris tumoraux, quel que soit le matériau auquel le thiol est attaché”, a déclaré Slezak. Il s’agit d’un moyen de marquer les cellules cancéreuses ou les débris de cellules cancéreuses mourantes dans le sang en circulation pour une reconnaissance immunitaire et de déclencher l’immunité contre leurs protéines mutées.

La construction contient également du mannose, un type de groupe sucre, et un agoniste du récepteur Toll-like-7 (TLR-7). Les groupes mannose aident à acheminer les débris vers les cellules présentatrices d'antigènes (APC) résidant dans le foie et la rate, et le TLR-7 est nécessaire à l'activation du système immunitaire. Une fois que les APC engloutissent la construction, elle déclenche une réponse immunitaire médiée par le TLR-7 contre les débris ou les cellules cancéreuses.

La chimiothérapie renforce les effets du vaccin contre le cancer

Pour générer une réponse plus efficace, les chercheurs ont combiné l’administration du vaccin avec un traitement à la cytarabine, une chimiothérapie couramment administrée aux patients atteints de LMA.

“Les thérapies combinées sont difficiles à développer, mais elles ont tendance à être plus efficaces que les monothérapies”, a déclaré Hubbell.

Dans cette étude, le traitement combiné avec de la cytarabine à faible dose a augmenté de manière significative le taux de survie après administration intraveineuse du vaccin. Comme cette approche vaccinale ne cible aucune protéine cancéreuse spécifique, les auteurs de l’étude ont déclaré qu’elle pourrait être applicable à d’autres hémopathies malignes.

“Les gens ont déjà essayé ce concept en utilisant des anticorps pour cibler la cellule tumorale plutôt que le polymère, comme un conjugué anticorps-médicament ou un conjugué anticorps-adjuvant”, a déclaré Hubbell. “Mais nous proposons ici une approche qui ne nécessite pas d'anticorps de ciblage. C'est un gros avantage par rapport à ce qui a été essayé auparavant dans ce concept d'adjuvant ciblé sur les cellules tumorales.”

Les travaux futurs du laboratoire Hubbell se concentreront sur la chimie de nouveaux vaccins, en posant notamment des questions sur le type d'adjuvant immunitaire ou d'autres molécules qui peuvent être attachés au matériau qui marque les cellules cancéreuses pour produire des résultats passionnants dans les traitements contre le cancer. Les chercheurs notent qu'il y a beaucoup plus de travaux précliniques nécessaires avant que l'approche ne soit prête pour les tests cliniques.