Esta “supervacina” experimental parou o câncer no laboratório

“Ao projetar essas nanopartículas para ativar o sistema imunológico por meio da ativação de múltiplas vias que se combinam com antígenos específicos do câncer, podemos prevenir o crescimento do tumor com taxas de sobrevivência notáveis”, diz Prabhani Atukorale, professor assistente de engenharia biomédica na Riccio College of Engineering da UMass Amherst e autor correspondente do artigo.

Atukorale já havia mostrado que seu projeto de medicamento baseado em nanopartículas poderia reduzir ou eliminar tumores em ratos. As novas descobertas revelam que esta abordagem também pode prevenir a formação de cancro.

No primeiro experimento, sua equipe combinou o sistema de nanopartículas com peptídeos de melanoma bem estudados (chamados de antígeno, semelhante ao modo como uma vacina contra a gripe normalmente contém partes do vírus da gripe inativado). Esta formulação ativou células imunológicas conhecidas como células T, treinando-as para detectar e destruir células de melanoma. Três semanas depois, os ratos vacinados foram expostos ao melanoma.

Oitenta por cento dos ratos que receberam a vacina de nanopartículas “super adjuvante” permaneceram livres de tumores e sobreviveram durante todo o período do estudo (250 dias). Em contraste, todos os ratos que receberam vacinas tradicionais, formulações 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 imitar metástases, nenhum dos ratos vacinados com nanopartículas desenvolveu tumores pulmonares, enquanto todos os outros ratos o fizeram.

“As metástases em geral são o maior obstáculo para o câncer”, diz Atukorale. “A grande maioria da mortalidade tumoral ainda se deve a metástases, e isso quase supera o nosso trabalho em cancros de difícil acesso, como o melanoma e o cancro do pâncreas”.

Atukorale refere-se a esta proteção como “imunidade de memória”. “Essa é uma vantagem real da imunoterapia, porque a memória não é sustentada apenas localmente”, explica ela. “Temos memória sistemicamente, o que é muito importante. O sistema imunológico abrange toda a geografia do corpo”.

A primeira fase de testes utilizou uma vacina com antígenos conhecidos desenvolvida para o melanoma. 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, chamadas de lisado tumoral, derivadas diretamente do próprio câncer. Camundongos vacinados com esta vacina de lisado de nanopartículas foram posteriormente expostos a melanoma, adenocarcinoma ductal pancreático ou células de câncer de mama triplo-negativas.

Os resultados foram impressionantes: 88% dos ratos com cancro do pâncreas, 75% com cancro da mama e 69% com melanoma rejeitaram a formação de tumor. Além disso, todos os ratos que permaneceram livres de tumor após a vacinação também resistiram à metástase quando expostos sistemicamente a células cancerígenas.

“As respostas das células T específicas do tumor que somos capazes de gerar – essa é realmente a chave por trás do benefício de sobrevivência”, diz Griffin Kane, pesquisador de pós-doutorado associado na UMass Amherst e primeiro autor do artigo. “Há uma ativação imunológica realmente intensa quando você trata células do sistema imunológico inato com esta formulação, o que faz com que essas células apresentem antígenos e estimulam as células T que matam tumores”.

Esta resposta robusta das células T é possível devido ao design específico das nanopartículas da vacina.

As vacinas – independentemente da doença alvo – contêm dois componentes principais: o antígeno e o adjuvante. O antígeno é a parte do patógeno causador da doença (neste estudo, células cancerígenas) que o sistema imunológico pode ser treinado para atingir. O adjuvante é uma substância que ativa o sistema imunológico para reconhecer o antígeno, tratá-lo como um intruso estranho e eliminá-lo.

O Laboratório Atukorale se inspira em como os patógenos estimulam naturalmente o sistema imunológico. Para montar uma resposta imunológica forte, o corpo necessita de múltiplos sinais de “perigo” desencadeados através de diferentes vias. “Nos últimos anos, entendemos a importância da seleção do adjuvante porque ele aciona o segundo sinal necessário para a preparação correta das células T e B”, diz 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 isso, o Laboratório Atukorale desenvolveu um “super adjuvante” baseado em nanopartículas lipídicas, capaz de encapsular e co-administrar de forma estável dois adjuvantes imunológicos distintos que ativam a imunidade de forma coordenada e sinérgica.

Os pesquisadores dizem que seu projeto oferece uma abordagem de plataforma que pode ser usada em vários tipos de câncer.

Os investigadores prevêem que esta plataforma possa ser aplicada para criar regimes terapêuticos e preventivos, particularmente para indivíduos com alto risco de cancro. Esta é uma ideia que Atukorale e Kane transformaram em uma startup chamada NanoVax Therapeutics.

“A verdadeira tecnologia central na qual nossa empresa foi fundada é esta nanopartícula e esta abordagem de tratamento”, diz Kane. “Esta é uma plataforma desenvolvida por Prabhani. A startup nos permite prosseguir esses esforços de tradução com o objetivo final de melhorar a vida dos pacientes.”

Em seguida, Atukorale e Kane planeiam estender esta tecnologia a uma vacina terapêutica e já tomaram as medidas iniciais de redução de risco na tradução.

Atukorale e Kane dão crédito ao departamento de Engenharia Biomédica e ao Instituto de Ciências da Vida Aplicadas da UMass Amherst, à Escola Médica UMass Chan e ao financiamento dos Institutos Nacionais de Saúde por seu apoio.

O estudo foi publicado na edição de 9 de outubro da Medicina de relatórios celulares.