Pesquisadores da Universidade de Massachusetts Amherst demonstraram que sua vacina de nanopartículas preveniu com sucesso vários tipos de câncer agressivos em camundongos, incluindo melanoma, câncer de pâncreas e câncer de mama triplo-negativo. Dependendo do tipo de cancro, até 88 por cento dos ratos vacinados estavam livres de tumores (dependendo do cancro), e a vacina também reduziu (e em alguns casos interrompeu completamente) a propagação do cancro por todo o corpo.
“Ao projetar essas nanopartículas para ativar o sistema imunológico por meio da ativação de múltiplas vias que se ligam a antígenos específicos do câncer, podemos prevenir o crescimento do tumor com taxas de sobrevivência significativas”, disse Prabhani Atukorale, professor assistente de engenharia biomédica na Escola de Engenharia Riccio da UMass Amherst e autor correspondente do artigo.
Atukorale já havia demonstrado que seus projetos de medicamentos baseados em nanopartículas podem reduzir ou eliminar tumores em camundongos. Novas descobertas sugerem que esta abordagem também poderia prevenir a formação de câncer.
No primeiro experimento, sua equipe combinou o sistema de nanopartículas com peptídeos de melanoma bem estudados, chamados antígenos, semelhantes às partes das vacinas contra influenza que normalmente contêm vírus influenza inativados. Esta fórmula ativa células imunológicas chamadas células T, treinando-as para detectar e destruir células de melanoma. Três semanas depois, os ratos vacinados foram expostos ao melanoma.
80% dos camundongos que receberam a vacina de nanopartículas “superadjuvadas” permaneceram livres de tumores e sobreviveram durante todo o período do estudo (250 dias). Em contraste, todos os ratos que receberam a vacina tradicional, a formulação sem nanopartículas ou nenhuma vacina desenvolveram tumores e morreram em 35 dias.
A vacina também impediu que o câncer se espalhasse para os pulmões. Quando os ratos foram expostos sistemicamente a células de melanoma para simular metástases, nenhum dos ratos vacinados com as nanopartículas desenvolveu tumores pulmonares, enquanto outros ratos o fizeram.
“A metástase abrangente é o maior obstáculo no câncer”, disse Atukorale. “A grande maioria da mortalidade por cancro ainda se deve a metástases, e é quase melhor do que o que estamos a fazer com cancros difíceis de tratar, como o melanoma e o cancro do pâncreas”.
Atukorale chama essa proteção de “imunidade de memória”. “Esta é uma vantagem real da imunoterapia porque a memória não é mantida apenas localmente”, explica ela. “Temos memória sistêmica, o que é muito importante. O sistema imunológico abrange toda a geografia do corpo”.
A primeira fase de testes utilizou uma vacina desenvolvida para atingir o melanoma com antígenos conhecidos. No entanto, a criação de antígenos para cada tipo de câncer pode exigir sequenciamento extenso do genoma ou análise bioinformática. Para simplificar o processo, os pesquisadores testaram uma segunda versão usando células tumorais mortas derivadas diretamente do próprio câncer, chamada lisado tumoral. Os ratos vacinados com esta vacina de lisado de nanopartículas foram subsequentemente expostos a melanoma, adenocarcinoma ductal pancreático ou células de cancro da mama triplo-negativas.
Os resultados foram impressionantes: 88% dos ratos com cancro do pâncreas, 75% dos ratos com cancro da mama e 69% dos ratos com melanoma rejeitaram a formação de tumor. Além disso, todos os ratos que permaneceram livres de tumor após a vacinação também foram resistentes à metástase quando expostos sistemicamente a células cancerígenas.
“A resposta das células T específicas do tumor que conseguimos gerar – essa é realmente a chave por trás do benefício de sobrevivência”, disse Griffin Kane, pesquisador de pós-doutorado na UMass Amherst e primeiro autor do artigo. “Quando você trata células do sistema imunológico inato com esta formulação, você obtém uma forte ativação imunológica que faz com que essas células apresentem antígenos e iniciem células T que matam tumores”.
Esta poderosa resposta das células T é possível devido ao design especial de nanopartículas da vacina.
Independentemente da doença alvo, uma vacina contém dois componentes principais: um antígeno e um adjuvante. Os antígenos são partes do patógeno causador da doença (neste caso, as células cancerígenas) que treinam o sistema imunológico para atacá-lo. Adjuvantes são substâncias que ativam o sistema imunológico para reconhecer antígenos como invasores estranhos e destruí-los.
O laboratório Atukorale se inspira na forma como os patógenos estimulam naturalmente o sistema imunológico. Para montar uma resposta imunológica forte, o corpo precisa desencadear múltiplos sinais de “perigo” através de diferentes vias. “Nos últimos anos, percebemos o quão importante é a escolha do adjuvante porque ele aciona o segundo sinal necessário para a preparação correta das células T e B”, disse Atukorale.
No entanto, tal como o óleo e a água, muitos dos adjuvantes mais promissores para a imunoterapia contra o cancro não se misturam bem a nível molecular. Para superar esse problema, o laboratório Atukorale projetou um “superadjuvante” baseado em nanopartículas lipídicas que pode encapsular e co-distribuir de forma estável dois adjuvantes imunológicos diferentes para ativar a imunidade de maneira sinérgica e coordenada.
Os pesquisadores dizem que seu projeto fornece uma abordagem de plataforma que pode ser usada em vários tipos de câncer.
Os investigadores prevêem que a plataforma poderia ser usada para criar opções de tratamento e prevenção, especialmente para pessoas com alto risco de cancro. Atukorale e Kane transformaram a ideia em uma startup chamada NanoVax Therapeutics.
“A verdadeira tecnologia central na qual nossa empresa se baseia é essa nanopartícula e esse tratamento”, disse Kane. “Esta é uma plataforma desenvolvida por Prabhani. Esta startup nos permite prosseguir esses esforços de tradução com o objetivo final de melhorar a vida dos pacientes.”
Em seguida, Atukorale e Kane planeiam expandir esta tecnologia para vacinas terapêuticas e já tomaram medidas iniciais de redução de risco na tradução.
Atukorale e Kane reconhecem o financiamento do Departamento de Engenharia Biomédica e do Instituto de Ciências da Vida Aplicadas da UMass Amherst, da Escola de Medicina UMass Chan e dos Institutos Nacionais de Saúde.
O estudo foi publicado na edição de 9 de outubro da revista ” medicamento de notificação de células.
