Forskare konstruerar unika immunceller för att skapa effektivt cancervaccin

I en ny studie publicerad i Cancer Immunology Research har forskare vid Icahn School of Medicine på Mount Sinai utvecklat en ny metod för att generera miljarder sällsynta immunceller, så kallade konventionella dendritiska celler typ I (cDC1), vilket potentiellt öppnar vägen för en ny klass av färdiga cellulära cancervacciner.

Dessa dendritiska celler spelar en nyckelroll i att utlösa och upprätthålla immunsvaret mot tumörer. De är extremt sällsynta i människokroppen och svåra att isolera i stora mängder. Ett nytt serumfritt odlingssystem som utvecklats av Mount Sinai-teamet gör det möjligt att producera nästan 3 miljarder funktionella cDC1 från endast 1 miljon hematopoetiska stamceller (HSC) härledda från navelsträngsblod, en prestation som aldrig har uppnåtts tidigare.

”Detta är ett viktigt steg mot att skapa universella cellbaserade cancervacciner”, säger Nina Bhardwanj, MD, PhD, Ward-Coleman-professuren i cancerforskning och chef för Vaccine and Cellular Therapy Laboratory vid Icahn School of Medicine på Mount Sinai.
”Konventionella dendritiska celler av typ I är viktiga för att mobilisera immunförsvaret för att bekämpa cancer, men de har varit praktiskt taget omöjliga att producera i den skala som behövs för klinisk användning. Nu har vi övervunnit det hindret.”

Till skillnad från andra typer av dendritiska celler har cDC1 en unik förmåga att korspresentera tumörantigener, en viktig mekanism för att aktivera cancerbekämpande T-celler. Deras närvaro i tumörer är starkt förknippad med bättre behandlingsresultat och ett framgångsrikt svar på immunkontrollpunktshämmare. Hos patienter med cancer är dock antalet och funktionen av cDC1 ofta reducerad.

”Vår metod möjliggör inte bara skalbar produktion av cDC1, utan bevarar också deras förmåga att framkalla ett potent antitumörimmunsvar i prekliniska modeller”, säger Srikumar Balan, PhD, medförfattare till studien och docent vid institutionen för hematologi och medicinsk onkologi vid Icahn School of Medicine.
”Detta öppnar dörren för att utveckla färdiga cellvacciner som kan vara användbara för flera cancertyper.”

Studien, som genomfördes i samarbete med Mather Research Institute i Brisbane, Australien, använde humaniserade musmodeller för att testa förmågan hos laboratorieodlad cDC1 att fungera som ett cancervaccin.

Detta är det första exemplet på skalbar produktion av autentiskt, funktionellt humant cDC1 med hjälp av ett serumfritt protokoll. Forskarna kunde generera nästan 3 miljarder cDC1 från endast 1 miljon HSC:er härledda från navelsträngsblod. Dessa celler behöll inte bara sin identitet och renhet, de uppvisade också kritiska immunfunktioner – inklusive effektiv antigenkorspresentation och förmågan att aktivera T-celler – vilket gör dem till en mycket effektiv vaccinplattform. Dessa cDC1 testades sedan in vivo i humaniserade tumörmodeller, där de visade förmågan att framkalla ett starkt antitumörimmunsvar.

Konsekvenserna av detta arbete är omfattande. För det första lägger det grunden för en ny typ av immunterapi mot cancer: ett universellt, färdigt cellulärt vaccin som utnyttjar kroppens eget immunförsvar för att bekämpa cancer. Eftersom cDC1:er spelar en central roll för att utlösa ett potent T-cellsvar, skulle denna metod kunna förbättra effektiviteten hos befintliga behandlingar som checkpoint-hämmare avsevärt och anpassas för användning inom en rad olika maligniteter.

För det andra ger metoden forskare ett exempellöst verktyg för att studera cDC1-biologi i både hälsa och sjukdom, vilket hjälper till att avslöja nya aspekter av deras roll i immunövervakning och tumörresistens.

”Det här handlar inte bara om att skala upp cellproduktionen”, tillade Dr. Bhardwanj.
”Det här handlar om att förändra hur vi utvecklar immunterapier: att göra dem mer effektiva, mer tillgängliga och mer personliga.”