Kişiselleştirilmiş kanser aşısı: MIT, virüs tabanlı modüler nanoparçacık geliştirdi

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) Koch Bütünleştirici Kanser Araştırmaları Enstitüsü araştırmacıları, kanser antijenlerini bağışıklık sistemine sunmak için yeni bir taşıyıcı platform geliştirdi. Yalnızca bakterileri enfekte eden ve insanlara zararsız olan M13 bakteriyofajı üzerine kurulan sistem, farklı tümör antijenlerini taşıyacak şekilde düzenlenebiliyor.

Advanced Healthcare Materials dergisinde yayımlanan çalışmada araştırmacılar, virüsün dış protein kılıfındaki antijen yoğunluğunu genetik değişikliklerle hassas biçimde kontrol etti. Fare modellerinde yürütülen deneylerde, yüksek antijen yoğunluğuna sahip parçacıkların daha güçlü bağışıklık yanıtı oluşturduğu ve tümör gelişme riskini azalttığı görüldü.

MALZEMEDEN TIPPA Çalışmanın kıdemli yazarı, Koch Enstitüsü Biyolojik Mühendislik ve Malzeme Bilimi Profesörü Angela Belcher’in laboratuvarı, M13 bakteriyofajı üzerinde 20 yılı aşkın süredir çalışıyor. Ekip, virüsün oluşturduğu nano ölçekli iskelet yapılardan pil, yarı iletken, fotovoltaik güneş hücresi ve endüstriyel katalizör geliştirmede yararlanıyordu.

Araştırmacılar, malzeme mühendisliğinde kazandıkları bu deneyimi kişiye özel immünoterapi çalışmalarına taşıdı. Antijenleri kodlayan genetik düzenlemelerle, virüsün dışını saran pVIII adlı proteinlerin uçlarında kanser antijenlerinin sunulması sağlandı.

Çalışmanın başyazarı Dr. Shengnan Huang, protein zincirine bir veya iki negatif yüklü amino asit ekleyerek ve üretim hızını ayarlayan genetik mutasyonlar uygulayarak yüzeydeki antijen yoğunluğunu kontrol etti. Bu yöntemle yüzde 6 ile yüzde 70 arasında değişen yoğunluklara sahip parçacıklar tasarlandı.

KENDİ BAĞIŞIKLIK DESTEĞİ Aşılarda bağışıklık yanıtını güçlendirmek için alüminyum hidroksit gibi adjuvanlar kullanılabiliyor. M13 platformunda ise fajın kendisi bu görevi üstleniyor. Tek zincirli DNA yapısı, doğuştan gelen bağışıklık sistemindeki TLR9 yolunu aktive ederek harici bir kimyasal adjuvan eklenmeden bağışıklık yanıtının desteklenmesini sağlıyor.

Prof. Belcher, aşı bileşenlerinin genetik olarak aynı yapı içinde kodlanabildiğini belirtti. Platformda antijen türü, yüzey yoğunluğu, amino asit dizilimi ve adjuvan etkisinin birlikte kontrol edilebildiğini vurguladı. YOĞUNLUK KORUMAYI ETKİLEDİ Laboratuvar deneylerinde bağışıklık etkinliğini değerlendirmek için SIINFEKL adlı model antijen kullanıldı.

Farelerde yüzde 6 ve yüzde 35 antijen yoğunluğuna sahip iki aşı karşılaştırıldı. Bu iki seçenek arasında yüzde 35 yoğunluklu parçacıklar daha güçlü koruma sağladı. Bu aşıyla bağışıklanan fareler melanom hücrelerine maruz bırakıldığında tümör geliştirme risklerinin belirgin biçimde düştüğü gözlemlendi.

Dendritik hücrelerin parçacıkları bünyelerine almasıyla hedefe yönelik T hücresi yanıtının da güçlendiği kaydedildi. İkinci deney dizisinde, kullanılan modelde kolon tümörleri tarafından ifade edilen ADPGK adlı neoantijen değerlendirildi.

Bu deneylerde de yüksek yoğunluklu aşının kolon tümörü gelişimine karşı koruma sağladığı görüldü. KLİNİĞE UYARLAMA HEDEFİ Koch Enstitüsü Sınır Araştırmaları Programı, Marble Kanser Nanotıbbı Merkezi ve ABD Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansının (DARPA) finansman desteği verdiği çalışma, hastanın tümör özelliklerine göre düzenlenebilecek aşıların geliştirilmesini amaçlıyor.

Modüler yapı sayesinde farklı antijenlerin taşıyıcıya dahil edilmesi, platformun kolon kanserinin yanı sıra meme, akciğer ve pankreas gibi diğer kanser türlerine uyarlanması hedefini destekliyor. Araştırmanın ilerleyen aşamalarındaki hedefler arasında, taşıyıcıların metastaz yapmış veya ilerlemiş tümörlerin klinik tedavisinde değerlendirilmesi de bulunuyor. Mevcut çalışmada bildirilen koruyucu sonuçlar ise fare deneylerine dayanıyor.