Ispitivanja kažu da vakcine protiv raka obećavaju: Kako one funkcionišu?

Neposredni cilj je stvaranje vakcina koje uništavaju ćelije raka - ali neki naučnici takođe testiraju vakcine koje bi mogle da spreče pojavu ove opake bolesti.

Tokom poslednje decenije, tehnološke inovacije poput sekvenciranja genoma omogućile su naučnicima da bliže pogledaju tumorske ćelije i njihove genetske abnormalnosti. Ovo im pomaže da osmisle vakcine koje će biti usmerene na mnogo specifičnije ciljeve. Istovremeno, sada znamo mnogo više o imunološkom sistemu i kako on prepoznaje i uništava tumor kod pacijenta, kaže ćelijski imunolog Stiven Šenberger sa Instituta za imunologiju La Džola u San Dijegu.

Istraživanje vakcine protiv raka još uvek je u početnoj fazi, kaže Nina Bhardvaj, stručnjakinja za hematologiju i medicinsku onkologiju na Medicinskom fakultetu Icahn na planini Sinaj u Njujorku. Ali rani rezultati kliničkih ispitivanja tokom kojih je testirano nekoliko desetina kandidata za vakcinu protiv raznih vrsta raka, izgledaju ohrabrujuće, kaže ona.

Šta su vakcine protiv raka?

Svrha svih vakcina, bilo da se radi o vakcini protiv raka ili vakcini protiv kovida 19, je da edukuje imuni sistem i pruži uvid u metu koju treba identifikovati i uništiti da bi telo bilo bezbedno. Vakcina protiv raka obrazuje imune ćelije spram toga kako "izgleda" ćelija tumora, i omogućava im da ih traži i uništi.

Sposobnost vakcine protiv raka da nauči imunološki sistem je ono što je razlikuje od drugih imunoterapija koje koriste terapeutske agense kao što su proteini citokina i antitela i uključuju strategije poput genetskog inženjeringa imunoloških ćelija pacijenta za borbu protiv raka.

Stručnjaci kažu da vakcine protiv raka potencijalno mogu da unište ćelije raka koje su možda odolele drugim tretmanima, da zaustave njihov rast ili širenje ili da spreče povratak tumora.

Neke terapijske vakcine protiv raka oslanjaju se na uklanjanje imunih ćelija koje se nazivaju dendritične ćelije iz uzorka krvi pacijenta i izlože ih u laboratoriji ključnim proteinima dobijenim iz ćelija raka pojedinca. Novoobrazovane ćelije se zatim vraćaju pacijentu sa očekivanjem da će stimulisati i obučiti druge imune ćelije, kao što su T-ćelije, da otkriju i unište rak.

T-ćelije mogu da izvedu jedan od najneverovatnijih trikova u biologiji, kaže medicinski onkolog Kristofer Klebanof, koji radi u njujorškom Memorijalnom centru za rak Sloun Ketering. Oni nose receptor koji može da prepozna i veže se za proteine prisutne na površini tumorskih ćelija - kao što brava odgovara ključu. Jednom vezane, T-ćelije koriste mehaničku silu da probiju rupu kroz ćeliju tumora i unište je, kaže on.

Ali "vakcine nisu bile baš dobre u stvaranju kvaliteta i količine T-ćelija neophodnih za eliminaciju velikih tumora", kaže Bhardvajeva. Idealno bi bilo, dakle, da pacijent primi vakcinu kada je tumor mali, kaže ona.

Da bi pojačali snagu vakcine, istraživači je često kombinuju sa lekovima koji pojačavaju ovaj antitumorski imuni odgovor.

Proizvođači vakcina se sada sve više oslanjaju na tehnologiju mRNA – da bi uputili dendritske ćelije u telu pacijenta da proizvode proteine ili peptide specifične za tumor koji će generisati imuni odgovor.

Nekoliko vakcina je preventivno jer utiču na to da telo ubija viruse koji izazivaju rak, poput hepatitisa B i humanih papiloma virusa, čime se sprečava infekcija koja bi inače mogla da dovede do tumora.

Kako naučnici stvaraju vakcine protiv raka?

Sve vakcine za lečenje raka oslanjaju se na proteine, koji se nazivaju antigeni povezani sa tumorom - molekul koji pokreće imuni odgovor kada je ili više na površini ćelija raka u poređenju sa zdravim, ili postoji u abnormalnom ili mutiranom obliku. Kada T ćelije "vide" ove antigene, one prepoznaju ćelije kao kancerogene i ubijaju ih.

Biolozi raka identifikuju ove tumorske antigene sofisticiranom tehnologijom sekvenciranja koja uočava specifične razlike između DNK ili RNK zdrave ćelije u odnosu na ćeliju raka. Trik je u razumevanju koje će mutacije generisati odgovor T-ćelija i koje bi bile dobra meta za vakcinu, kaže Šenberger.

Njegova istraživačka grupa bira antigene na osnovu odgovora pacijenta na rak. Proučavajući T ćelije u njihovim uzorcima krvi, "gledamo šta je pacijentov imuni sistem odabrao da cilja među mutacijama izraženim tumorom", kaže Šenberger. On identifikuje antigene koji su jedinstveni za tumorske ćelije pojedinca i koristi kombinaciju tumor-specifičnih antigena različitih pacijenata za stvaranje vakcina. Drugi istraživači traže antigene koji se dele između pojedinaca koji imaju određeni rak, ili između različitih tipova raka.

Vakcine su dizajnirane da ciljaju molekule koje prekomerno proizvode ćelije raka, ali su takođe prisutne u manjim količinama u zdravim ćelijama i imaju tendenciju ka ograničenjima i možda neće pokrenuti efikasan imuni odgovor. "To je bila ogromna prepreka", kaže imunolog za rak Lisa Baterfild sa Kalifornijskog univerziteta u San Francisku. Takođe postoji opasnost od izazivanja autoimunosti, u kojoj imuni sistem na kraju napada zdrave ćelije, što dovodi do telesnih poremećaja koje je teško lečiti. Sada je više napora usmereno na pronalaženje ciljnih molekula - neoantigena - koji su specifični za tumore.

Da li postoje odobrene vakcine za lečenje raka i kako one deluju?

U 2010. godini, Američka administracija za hranu i lekove odobrila je prvu terapijsku vakcinu protiv raka Sipuleucel-T, za lečenje uznapredovalog raka prostate. Njegova meta je antigen koji se zove fosfataza kiseline prostate. Prisutan je u normalnim ćelijama prostate, ali se nalazi u većim količinama u ćelijama raka. Klinička ispitivanja su pokazala da su pacijenti vakcinisani sa Sipuleucel-T živeli oko četiri meseca duže, iako su njihovi tumori ostali iste veličine.

Druge vakcine koje su odobrene protiv virusa poput hepatitisa B i humanog papiloma virusa takođe se smatraju vakcinama protiv raka jer sprečavaju virusne infekcije koje bi jednog dana mogle da dovedu do raka jetre, grlića materice, glave i vrata.

Ove preventivne vakcine deluju tako što stvaraju antitela protiv virusa, i, koliko je nama poznato, ne baš efikasan odgovor T ćelija, kaže Klebanof. "Zato ne mogu da se koriste kao terapija protiv raka."

Koje vakcine protiv raka su u pripremi?

Naučnici testiraju desetine vakcina protiv raka, često u kombinaciji sa drugim imunoterapijama. Oni ciljaju različite vrste raka, uključujući rak kože, dojke, bešike, prostate i pankreasa.

Nedavno je proizvođač vakcina Moderna, objavio je da je njena kandidatska mRNA vakcina protiv melanoma treće ili četvrte faze pokazala smanjenje rizika od recidiva ili smrti raka kože za 44 odsto među pacijentima koji su primili i vakcinu i lek Keytruda, koji jača imunitet. Modernina personalizovana mRNA vakcina trenira imuni sistem da proizvodi T ćelije protiv 34 antigena specifična za rak. Iako rezultati ovog kliničkog ispitivanja druge faze tek treba da budu recenzirani, kompanija planira veće ispitivanje faze tri tokom 2023. godine kako bi se testirala bezbednost i efikasnost vakcine.

Imunolog za rak Olivera Fin sa Univerziteta u Pitsburgu testira preventivnu vakcinu koja može da se da u fazi pre raka, kada pojedinac razvije benigne izrasline koje se nazivaju polipi – koji nisu opasni, ali mogu postati maligni – unutar debelog creva. Vakcina cilja na abnormalni oblik proteina zvanog MUC1 koji proizvode neke nemaligne ćelije polipa debelog creva. To je dovelo do smanjenja recidiva za 38 procenata u roku od tri godine od vakcinacije kod skoro 50 osoba sa uznapredovalim polipima. "Ako ne dobijete novi polip, nećete biti izloženi povećanom riziku od raka debelog creva", kaže Finova.

Važan sledeći korak za naučnike je da otkriju zašto neki ljudi bolje reaguju na vakcine od drugih i koliko dugo će biti zaštićeni. Do tada, nadamo se da će više kandidata za vakcinu napredovati do faze tri randomizovana klinička ispitivanja gde će se njihova bezbednost i efikasnost procenjivati na velikoj grupi pacijenata.

Koje izazove predviđaju naučnici?

Uprkos obnovljenom uzbuđenju u razvoju i testiranju vakcina protiv raka, s obzirom na tehnološki napredak, neki naučnici poput Klebanofa i dalje su skeptični. On se pita da li će vakcine ikada biti dovoljno moćne da izazovu smanjenje tumora na način koji je klinički značajan i da li će alternative poput projektovanja T ćelija pacijenta – tzv. CAR-T ćelijske terapije – biti bolje efektivna strategija. Njegova istraživačka grupa koristi drugi pristup. On je nestrpljiv da vidi šta otkrivaju podaci iz tekućih kliničkih ispitivanja vakcine.

Pošto se terapeutske vakcine često testiraju na pacijentima sa uznapredovalim rakom, onima kojima je tumor hirurški uklonjen i koji su prošli hemoterapiju ili zračenje, njihov imuni sistem je veoma oslabljen, kaže Šenberger. Verovatno je da vakcine neće delovati tako dobro u ovoj kasnoj fazi bolesti. Moraćemo da pronađemo pacijente i specifična klinička okruženja u kojima su vakcine protiv raka najefikasnije, kaže on.

Vakcine protiv raka su još uvek u ranim fazama testiranja, upozorava Baterfild. Ima mnogo posla koji treba da se uradi, i na planu preventivnih i terapijskih vakcina.