Sakelar Kekebalan Tubuh yang Dikendalikan Cahaya Dapat Digunakan Untuk Membunuh Sel Kanker

Baru-baru ini, para peneliti dari Institute of Process Engineering (IPE) dari Chinese Academy of Sciences (CAS) dan University of Chinese Academy of Sciences (UCAS) telah menciptakan platform vaksin sel tumor utuh (TCV) yang baru, yang dapat mencapai denyut nadi yang optimal. peningkatan kekebalan melalui penerapan penerangan inframerah-dekat (NIR) di lokasi vaksinasi sesuai permintaan sesuai dengan perkembangan tumor. Hasil penelitian telah dipublikasikan secara online di Nature Communications.
Apa yang dimaksud dengan vaksin sel tumor utuh? Apa kelebihan vaksin sel tumor utuh dibandingkan vaksin tumor lainnya? Bagaimana skenario penerapan vaksin ini di masa depan? Pada tanggal 21 Agustus, seorang reporter dari Science and Technology Daily mewawancarai para ahli yang melakukan penelitian ini.
Vaksin sel tumor utuh mempunyai potensi terapi presisi individual
Vaksin tumor telah lama dianggap sebagai bentuk imunoterapi tumor yang menjanjikan, yang dapat menggunakan sistem kekebalan tubuh untuk melawan sel tumor. Di antara vaksin tumor, vaksin sel tumor utuh adalah jenis klasik imunoterapi tumor individual.
“Secara khusus, vaksin sel tumor utuh adalah vaksin tumor yang diperoleh dengan menonaktifkan seluruh sel tumor menggunakan cara fisik atau kimia.” Yanlin Lv, salah satu penulis makalah dan peneliti asosiasi di Institute of Process Engineering, mengatakan kepada wartawan bahwa pengobatan inaktivasi menyebabkan sel tumor kehilangan tumorigenisitas intrinsiknya tetapi tetap mempertahankan imunogenisitasnya, sehingga seluruh vaksin sel tumor memiliki rangkaian lengkap. antigen spesifik tumor dan terkait tumor yang dapat memperoleh respon imun spesifik dari tubuh.
Setelah vaksinasi, antigen tumor dari vaksin akan dilepaskan, menginduksi sel penyaji antigen (kelas sel kekebalan) untuk mengenali, mengambil dan menyajikannya, dan kemudian mengaktifkan sistem kekebalan tubuh untuk secara spesifik membunuh sel tumor, sehingga menghambat pertumbuhan. tumor atau menghilangkan tumor.
Menurut Lv Yanlin, dibandingkan vaksin tumor lainnya, vaksin sel tumor utuh memiliki tiga keunggulan utama. Pertama, dalam hal persiapan, vaksin sel tumor utuh merupakan bahan baku yang sederhana, murah dan mudah diperoleh; pada saat yang sama, vaksin sel tumor utuh mengandung semua antigen tumor, sehingga dapat menghindari prosedur rumit dalam mengidentifikasi antigen tumor, dan dapat menginduksi respons imun multivalen, sehingga mengurangi kemungkinan keluarnya imun." Terlebih lagi, vaksin sel tumor utuh memiliki potensi lebih besar untuk terapi presisi individual karena mengandung antigen autolog tumor, kata Lv Yanlin.
Namun, ada dua sisi dalam segala hal, dan vaksin sel tumor utuh mempunyai kelemahan: imunogenisitasnya lemah dan respons imun yang ditimbulkannya sangat bervariasi dari satu orang ke orang lain. Oleh karena itu, terdapat kebutuhan mendesak untuk mengembangkan konsep dan teknologi baru melalui pengembangan lintas disiplin ilmu secara interdisipliner guna mewujudkan imunopotensiasi on-demand.
Dipimpin oleh Ma Guanghui, seorang akademisi dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok dan seorang peneliti dari Institut Teknik Proses, dan Wei Wei, seorang peneliti dari Institut Teknik Proses, para peneliti dari Institut tersebut, berdasarkan pada landasan penelitian imunoterapi tumor dan rekayasa bentuk sediaan biologis selama bertahun-tahun, melakukan penelitian kolaboratif silang pada bahan foto-fungsional dan rekayasa bentuk sediaan biomimetik dengan Tian Zhiyuan, seorang profesor di Sekolah Ilmu Kimia di Universitas Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok.
Memecahkan dua masalah utama yaitu imunogenisitas yang lemah dan respons imun in vivo yang tidak terkendali
Berbicara tentang persiapan vaksin sel tumor utuh, Meng Jiaqi, salah satu penulis makalah tersebut dan seorang mahasiswa doktoral di Universitas Akademi Ilmu Pengetahuan China, memberikan penjelasan rinci kepada wartawan tentang persiapan vaksin yang tidak aktif. Ia mengatakan, “Inaktivasi vaksin biasanya ada inaktivasi kimia, inaktivasi fisik dan cara lainnya, ide intinya adalah menghancurkan struktur protein sel, sehingga kehilangan aktivitas biologis. Inaktivasi kimia dilakukan melalui reagen kimia, reagen kimia yang umum digunakan antara lain larutan formaldehida, dll.; inaktivasi fisik dilakukan melalui suhu tinggi, sinar ultraviolet, pembekuan dan pencairan berulang kali, dan metode fisik lainnya untuk menangani sel."
Meng Jiaqi menjelaskan bahwa dalam proses persiapan, setelah vaksin sel tumor utuh tradisional dinonaktifkan, struktur sel mungkin rusak, ada masalah seperti kebocoran atau kehilangan antigen, yang pada gilirannya menyebabkan lemahnya respon imun dalam tubuh. . Dalam proses penggunaannya, vaksin sel tumor utuh tradisional masih memiliki kendala dalam menstimulasi respon imun yang lemah, yang terutama tercermin pada rendahnya efisiensi rekrutmen sel penyaji antigen, lemahnya kemampuan penyajian antigen, dan respon imun yang tidak terkendali.
Dalam penelitian ini, peneliti membuat rancangan khusus untuk memecahkan permasalahan di atas. “Kami pertama kali memasukkan nanopartikel dengan efek fototermal ke dalam sel tumor dan menginduksi mereka untuk menghasilkan protein kejutan panas melalui paparan cahaya inframerah-dekat, yang dapat bertindak sebagai bahan pembantu kekebalan endogen untuk meningkatkan respons kekebalan.” Powell, salah satu penulis pertama makalah ini dan anggota Fakultas Ilmu Kimia di Universitas Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, mengatakan, “Setelah itu, kami menonaktifkan sel-sel tumor yang diobati dengan cara dibekukan, yaitu, kami memperoleh vaksin sel tumor utuh yang dikontrol cahaya (LN-TCV), yang memastikan bahwa antigen terkait tumor dapat dipertahankan secara keseluruhan.”
Setelah imunisasi vaksinasi tunggal, tim peneliti mampu menghasilkan respons inflamasi ringan yang diinduksi secara lokal dengan menerapkan iradiasi laser inframerah-dekat ke lokasi vaksinasi. Proses ini mendorong perekrutan, aktivasi dan presentasi sel dendritik, yang kemudian mengaktifkan sel T di kelenjar getah bening untuk membunuh sel tumor selanjutnya.
Atas dasar itu, untuk memantau laju pertumbuhan tumor, tim peneliti juga mengusulkan indikator – Fluktuasi Laju Pertumbuhan Tumor (FTGR). Fluktuasi laju pertumbuhan tumor dapat dicapai dengan penyinaran laser inframerah-dekat berulang kali di lokasi inokulasi, yang memberikan standar untuk meningkatkan respons imun sesuai permintaan, sehingga penguat denyut jantung dapat secara tepat menyesuaikan dengan proses perkembangan tumor.
Hasil vaksin sel tumor utuh yang dikontrol foto masih merupakan penelitian praklinis
Menurut Yanlin Lu, penelitian ini memecahkan masalah lemahnya imunogenisitas vaksin sel tumor utuh tradisional, serta masalah respon imun in vivo yang tidak terkendali.
“Dalam proses pembuatan vaksin sel tumor utuh yang dikontrol foto, kami menginduksi produksi bahan pembantu endogen dengan memuat nanopartikel fototermal dan menyinari sel tumor dengan laser inframerah-dekat. Biasanya bahan pembantu endogen diproduksi melalui transgenesis, dan pendekatan kami lebih sederhana , memakan waktu lebih sedikit dan lebih mudah ditangani dibandingkan proses transgenesis yang dimediasi virus." kata Yanlin Lu.
Sementara itu, tim peneliti menggunakan dua kali pembekuan dan pencairan untuk menonaktifkan sel tumor, yang di satu sisi memastikan bahwa semua antigen terkait tumor dapat dipertahankan dan tidak bocor; Sebaliknya, vaksin yang dibuat dengan metode ini memastikan antigen tumor dapat disimpan dalam jangka waktu lama di tempat vaksinasi.
Selain itu, penggunaan cahaya inframerah-dekat, metode sederhana dan non-invasif untuk memanipulasi respons imun, merupakan inovasi besar dalam penelitian ini.
“Setelah pemberian tunggal vaksin sel tumor utuh yang dikontrol foto, penyinaran lokasi vaksinasi dengan laser inframerah-dekat menginduksi pemanasan lokal, yang menciptakan lingkungan peradangan ringan lokal, yang mendorong rekrutmen sel penyaji antigen dan meningkatkan luasnya. respon imun anti-tumor, dan ketika perkembangan anti-tumor dipantau, lokasi vaksin dapat diiradiasi ulang dengan sinar inframerah-dekat lagi pada waktu yang diperlukan untuk lebih merangsang respon imun guna mencapai penekanan atau pembersihan tumor." Powell menjelaskan.
Menurut pendapat Yanlin Lu, platform vaksin sel tumor utuh yang baru ini mengeksplorasi kemungkinan manipulasi respons imun secara optik, yang memiliki potensi kuat dan prospek cerah untuk penerjemahan klinis. “Di masa depan, platform ini memiliki banyak ruang untuk pengembangan. Lingkungan mikro tumor sangat kompleks, dan kita dapat memperluas vaksin dari satu sel tumor ke berbagai sel campuran dari jaringan tumor, yang dapat memberikan sistem kekebalan tubuh. dengan perpustakaan antigen yang lebih kaya dan mengandung lebih banyak antigen, menawarkan kemungkinan untuk mengaktifkan respons imun yang lebih individual dan lebih kuat, sehingga semakin meningkatkan dan meningkatkan efek terapeutik." Dia berkata.
Di masa depan, laser dapat digantikan oleh dioda pemancar cahaya (LED) selama penerjemahan klinis, dan para peneliti dapat merancang patch LED yang dikendalikan dari jarak jauh dan dapat dipakai untuk lebih meningkatkan kepatuhan pasien dan kemampuan manuver dokter. Yanlin Lu mengatakan, "Kami bahkan dapat membayangkan masa depan di mana pasien yang divaksinasi dengan vaksin sel tumor utuh dapat menerima telemedis dari kenyamanan rumah mereka dan diobati dengan bantuan ponsel pintar mereka, sehingga secara efektif mengaktifkan respons kekebalan dan pengobatan yang dipersonalisasi dalam sebuah sistem. operasi seketika."
Para peneliti juga menekankan bahwa temuan ini masih bersifat praklinis dan kemanjuran klinis sebenarnya masih harus diverifikasi lebih lanjut. Diterjemahkan dengan www.DeepL.com/Translator (versi gratis)