Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda wykorzystali komórki macierzyste do stworzenia szczepionki, która okazała się skuteczna w walce z rakiem piersi, płuc i skóry u myszy.
Aby wyprodukować szczepionkę, naukowcy zwrócili się do indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPSC) lub komórek macierzystych, które są generowane z komórek dorosłych.
Ponad dekadę temu japońscy naukowcy pokazali po raz pierwszy, że komórki dorosłe mogą być genetycznie przeprogramowane, aby zachowywać się w taki sam sposób jak pluripotencjalne komórki macierzyste.
Te komórki mogą przybierać dowolny kształt lub funkcję, „specjalizując się” w jakimkolwiek typie komórki, której potrzebuje organizm.
Embrionalne komórki macierzyste są prawdopodobnie najbardziej znanym rodzajem pluripotencjalnych komórek macierzystych. Jak pisali Wu i współpracownicy, około sto lat temu naukowcy odkryli, że szczepienie zwierząt tkanką embrionalną powoduje odrzucanie guzów.
Z czasem naukowcy uwierzyli, że embrionalne komórki macierzyste mogą być stosowane jako rodzaj szczepionki przeciwko nowotworom nowotworowym. Głównym wyzwaniem dla szczepionek przeciwnowotworowych jest jednak ograniczona liczba antygenów – lub obcych czynników, które wywołują odpowiedź immunologiczną – że układ odpornościowy może być natychmiast narażony.
Ale, jak pisze Wu i jego współpracownicy, zastosowanie iPSC wygenerowanych z własnego materiału genetycznego pacjenta ma – teoretycznie – szereg zalet immunogennych. Przedstawiają one komórki T immunologiczne za pomocą „dokładniejszego i reprezentatywnego panelu [a] immunogenów nowotworowych pacjenta”.
Tak więc badacze – kierowani przez Josepha C. Wu z Instytutu Biologii Komórek Macierzystych i Medycyny Regeneracyjnej na Uniwersytecie Stanforda w Kalifornii – postanowili przetestować tę hipotezę na myszach i opublikowali swoje wyniki w czasopiśmie.
Układ odpornościowy „zagruntowany” w celu odrzucenia nowotworów
Wu i jego współpracownicy użyli komórek własnych myszy do stworzenia iPSC, które później zaszczepili gryzoniom. Szczepionka skierowała kilka antygenów nowotworowych w tym samym czasie.
Jak wyjaśniają naukowcy, główną zaletą stosowania całych iPSC jest to, że szczepionka nie musi już identyfikować idealnego antygenu do celowania w konkretnym rodzaju raka.
„Prezentujemy układ odpornościowy z większą liczbą antygenów nowotworowych występujących w iPSC” – wyjaśnia Wu, „co sprawia, że nasze podejście jest mniej podatne na uchylanie się przez komórki rakowe”.
W rzeczywistości naukowcy odkryli, że wiele z antygenów znalezionych w komórkach iPSC można również znaleźć w komórkach nowotworowych.
Tak więc, gdy gryzonie otrzymały strzały iPSC, ich układ odpornościowy zareagował na antygeny iPSC. Ale ponieważ antygeny w iPSC były tak podobne do tych w komórkach rakowych, gryzonie stały się odporne na raka.
Szczepionka niemal „zagruntowała” układ odpornościowy gryzoni, aby „wykorzenić komórki nowotworowe” – wyjaśnia Wu.
Spośród 75 leczonych myszy 70% całkowicie odrzuciło komórki raka piersi, a 30% miało mniejsze guzy w ciągu 4 tygodni po otrzymaniu szczepionki. I to samo stało się w modelach raka płuc i skóry.
„Tym, co nas najbardziej zaskoczyło, była skuteczność szczepionki iPSC w reaktywowaniu układu odpornościowego w celu wywołania raka […] Takie podejście może mieć potencjał kliniczny, aby zapobiec nawrotom guza lub docelowym odległym przerzutom.”
Joseph C. Wu
W przyszłości osoba, u której zdiagnozowano raka, może być w stanie wykorzystać własną krew lub komórki skóry do tworzenia iPSC, co może zapobiec nawrotowi nowotworu. Podobnie, zdrowe osoby mogą wkrótce być w stanie wykorzystać własne komórki, aby całkowicie zapobiec nowotworom.
