マサチューセッツ大学アマースト校の研究チームは最近、ナノ粒子をベースにした新しいワクチンが、マウス実験で黒色腫、膵臓がん、トリプルネガティブ乳がんを含むさまざまな悪性腫瘍の予防に成功したと発表した。がんの種類に応じて、ワクチン接種したマウスの最大 88% が試験期間全体を通して腫瘍のない状態を維持し、この戦略により、複数の試験で体内のがん転移が大幅に減少、さらには完全に防止されたことが研究で示されています。
このワクチン候補の中核は、脂質ナノ粒子で構成される「スーパーアジュバント」プラットフォームであり、2つの異なる免疫刺激分子を同時にカプセル化して安定して送達し、それらを特定のがん抗原または腫瘍自体からの「腫瘍溶解物」と結合させることができます。研究チームによると、この設計は、病原体が複数の「危険信号」を免疫系に送信する方法をシミュレートし、それによって自然免疫細胞をより効果的に活性化し、細胞が効率的に抗原を提示し、腫瘍に対するT細胞殺傷反応を開始すると同時に、永続的な免疫記憶を確立するという。
研究の第1段階では、研究者らはナノ粒子プラットフォームと既知の黒色腫ペプチド抗原、ワクチン接種マウスを組み合わせ、3週間後に黒色腫細胞を注射して腫瘍攻撃をシミュレートした。その結果、この「スーパーアジュバント添加」ナノワクチンを投与されたマウスの80％は最長250日間の観察期間中無腫瘍生存を維持したが、従来のワクチン、非ナノ製剤、またはワクチン接種を受けなかった対照群はすべて腫瘍を発症し、35日以内に死亡したことが示された。同時に、血行性播種と転移をシミュレートする実験では、ナノワクチンをワクチン接種したマウスの肺には転移は現れなかったが、すべての対照動物の肺では明らかな腫瘍結節が見つかり、転移を阻止するその可能性が強調された。
研究リーダーで同校生物医工学部助教授のプラバニ・アトゥコラーレ氏は、研究チームがこの防御を「記憶免疫」と表現していると指摘した。その利点は、免疫記憶が特定の部分に限定されるのではなく、体全体に広がり、将来出現する可能性のあるがん細胞に対して長期的なパトロールと警戒を維持できることです。彼女のこれまでの研究では、同様のナノドラッグ設計がマウスの既存の膵臓腫瘍を縮小または除去できることが示されており、これはさらに、同じプラットフォームが腫瘍が形成される前に防御線を構築するための予防ワクチンとしても使用できることを示しています。
しかし、各がんに特化した抗原を開発するには、多くの場合、複雑で高価な遺伝子配列決定とバイオインフォマティクス分析が必要になります。この障害を克服するために、研究チームは第2段階で、より直接的な供給源からの「腫瘍溶解物」を抗原として使用することを試み、死滅させたがん細胞の全成分とナノ「スーパーアジュバント」を組み合わせてワクチンを製造し、マウスで黒色腫、膵管腺がん、トリプルネガティブ乳がんに対するワクチンの防御効果をテストした。結果は驚くべきものでした。膵臓がんモデルでは、ワクチン接種を受けたマウスの 88% が腫瘍形成を拒否しました。乳がんモデルではこれは 75%、黒色腫モデルでは 69% でした。最初の攻撃中に腫瘍のない状態を保ったすべてのワクチン接種マウスは、その後全身に癌細胞を再注入された場合にも、転移に対して強い抵抗性を示した。
論文の筆頭著者で同校の博士研究員であるグリフィン・ケイン氏は、強力な腫瘍特異的T細胞反応が生存期間の延長と再発予防の鍵であると述べた。このナノプラットフォームが T 細胞応答を大幅に強化できる理由は、多くの有望な免疫アジュバント間の「不適合」互換性の問題を解決するためです。従来の製剤では、分子特性の違いにより、複数の免疫刺激分子を安定して共存させることが難しいことがよくありますが、脂質ナノ粒子は、「キャリア コンパートメント」のように異なるアジュバントを共カプセル化し、協調的に放出することができ、それによってマルチチャネルの自然免疫活性化と効率的な抗原提示を実現します。
研究者らは、このナノ粒子システムがさまざまながんに適応できる「プラットフォーム」ワクチンの構築に強固な基盤を提供すると信じている。将来的には、がんと診断された患者の病気のコントロールを助け、再発や転移のリスクを軽減するための治療用がんワクチンとして使用されることが期待されています。また、高リスクグループに対して予防接種プログラムを提供する場合もあります。 AtukoraleとKaneは、このコアテクノロジーに焦点を当てて、このプラットフォームの臨床変革を促進し、安全性と有効性の「リスク回避」検証を完了し、より多くのがんの種類と治療シナリオに拡張することに専念する新興企業NanoVax Therapeuticsを共同設立しました。
関連する研究は、「プラットフォーム癌ワクチン接種のためのスーパーアジュバントナノ粒子」というタイトルの論文とともにジャーナル「メディシン」に掲載された。同チームは現在、既存の基盤に基づいてがん治療用ワクチンのさらなる開発を計画しており、初期段階のトランスレーショナルリサーチを開始している。研究者らはまた、この進歩は生体医工学部、応用生命科学研究所、キャンパス内の連携医学部など複数の機関の支援に依存していることも強調した。研究室から診療所までナノ免疫技術を推進するには、学際的な交差点が鍵となります。