Forskere konstruerer unikke immunceller for at skabe effektiv kræftvaccine

I et nyt studie offentliggjort i Cancer Immunology Research har forskere ved Icahn School of Medicine på Mount Sinai udviklet en ny metode til at generere milliarder af sjældne immunceller kendt som konventionelle dendritiske celler type I (cDC1), hvilket potentielt åbner vejen for en ny klasse af standard cellulære kræftvacciner.

Disse dendritiske celler spiller en nøglerolle i at udløse og opretholde immunresponset mod tumorer. De er ekstremt sjældne i menneskekroppen og vanskelige at isolere i store mængder. Et nyt serumfrit kultursystem udviklet af Mount Sinai-teamet gør det muligt at producere næsten 3 milliarder funktionelle cDC1'er fra blot 1 million hæmatopoietiske stamceller (HSC'er) udvundet fra navlestrengsblod, en præstation, der aldrig er opnået før.

"Dette er et vigtigt skridt i retning af at skabe universelle cellebaserede kræftvacciner," sagde Nina Bhardwanj, MD, PhD, Ward-Coleman Chair in Cancer Research og direktør for Vaccine and Cellular Therapy Laboratory på Icahn School of Medicine på Mount Sinai, seniorforfatter.
"Konventionelle dendritiske celler af type I er essentielle for at mobilisere immunsystemet til at bekæmpe kræft, men de har været praktisk talt umulige at producere i den skala, der er nødvendig til klinisk brug. Nu har vi overvundet den forhindring."

I modsætning til andre typer dendritiske celler har cDC1'er en unik evne til at krydspræsentere tumorantigener, en nøglemekanisme til aktivering af kræftbekæmpende T-celler. Deres tilstedeværelse i tumorer er stærkt forbundet med bedre behandlingsresultater og et vellykket respons på immuncheckpoint-hæmmere. Hos patienter med kræft er antallet og funktionen af cDC1 dog ofte reduceret.

"Vores metode muliggør ikke blot skalerbar produktion af cDC1, men bevarer også deres evne til at fremkalde et potent antitumorimmunrespons i prækliniske modeller," sagde Srikumar Balan, ph.d., medforfatter til studiet og lektor ved Institut for Hæmatologi og Medicinsk Onkologi på Icahn School of Medicine.
"Dette åbner døren for at udvikle standard cellevacciner, der kan være nyttige på tværs af flere kræfttyper."

Undersøgelsen, der blev udført i samarbejde med Mather Research Institute i Brisbane, Australien, brugte humaniserede musemodeller til at teste laboratoriedyrket cDC1's evne til at fungere som en kræftvaccine.

Dette er det første eksempel på skalerbar produktion af autentisk, funktionelt humant cDC1 ved hjælp af en serumfri protokol. Forskerne var i stand til at generere næsten 3 milliarder cDC1 fra blot 1 million HSC'er afledt af navlestrengsblod. Disse celler bevarede ikke blot deres identitet og renhed, de udviste også kritiske immunfunktioner - herunder effektiv antigen-krydspræsentation og evnen til at aktivere T-celler - hvilket gør dem til en yderst effektiv vaccineplatform. Disse cDC1'er blev derefter testet in vivo i humaniserede tumormodeller, hvor de viste evnen til at fremkalde et stærkt antitumorimmunrespons.

Implikationerne af dette arbejde er vidtrækkende. For det første lægger det grunden til en ny type immunterapi mod kræft: en universel, færdiglavet cellulær vaccine, der udnytter kroppens eget immunsystem til at bekæmpe kræft. Fordi cDC1'er spiller en central rolle i at udløse et potent T-celle-respons, kan denne tilgang i høj grad forbedre effektiviteten af eksisterende behandlinger såsom checkpoint-hæmmere og tilpasses til brug på tværs af en række maligniteter.

For det andet giver metoden forskere et hidtil uset værktøj til at studere cDC1-biologi i både sundhed og sygdom, hvilket hjælper med at afdække nye aspekter af deres rolle i immunovervågning og tumorresistens.

"Det handler ikke kun om at opskalere celleproduktionen," tilføjede Dr. Bhardwanj.
"Det handler om at transformere den måde, vi udvikler immunterapier på: at gøre dem mere effektive, mere tilgængelige og mere personlige."