Вакцины на основе цельных опухолевых клеток

Аутологичные или аллогенные опухолевые клетки облучают или лизируют с целью инактивации и оптимизации опухолеассоциированных антигенов и вводят вместе с иммунологическим адъювантами) для привлечения АПК хозяина.

Вакцины на основе опухолевых клеток представляют собой живые аллогенные или аутологичные опухолевые клетки, пролиферативные способности которых ограничены различными методами: облучением, митомицином С либо лизированные замораживанием и размораживанием или тепловым воздействием клетки. Однако такое воздействие может изменять структуру и свойства опухолевых антигенов и, соответственно, уменьшать эффективность вакцины. Тем не менее, присутствующий в этом случае широкий спектр антигенов определяет возможность их использования при соответствующей опухоли без оценки экспрессии отдельных антигенных детерминант.

Основное преимущество аутологичных вакцин заключается в том, что они идентичны клеткам опухоли с соответствующими белками HLA и другими структурами, активирующими клеточный иммунный ответ, поэтому исчезают проблемы несовпадения антигенного профиля вакцины и опухоли и аллергических реакций на чужеродные неопухолеспецифичные антигены, что снижает риск связанных с этим осложнений, так же как и снижает риск контаминации патогенными вирусами и внутриклеточными паразитами. Кроме того, такие клетки достаточно долго могут находиться в организме, что важно для развития иммунного ответа. К сожалению, антигенный профиль опухолевых клеток, полученных из разных мест (основная опухоль, метастазы, лимфоузлы) может существенно различаться. К тому же не всегда есть возможность получить достаточное количество опухолевого материала от больного, а в случае наличия такой возможности сложностью является получение однородной стандартизованной популяции опухолевых клеток, пригодных для получения вакцины. Такие вакцины являются фактически индивидуальными, и стоимость их возрастает существенно.

В случае использования аллогенных клеток вероятность совпадения антигенов вакцины и опухоли снижается, поэтому такие вакцины создаются, как правило, из клеточных линий, взятых у нескольких больных (поливалентные вакцины). Смесь клеточных линий от нескольких сходных опухолей может содержать достаточно широкий спектр опухолевых антигенов. Такой вариант вакцин позволяет существенно повысить вероятность совпадения антигенов вакцины и больного. Преимущество этих вакцин состоит в том, что они не требуют взятия опухолевых клеток у пациента и возможно получение достаточного их количества для нескольких иммунизаций. Определенным препятствием при использовании аллогенных клеток является различие HLA-антигенов пациента и клеток вакцины, что может вызывать не только реакции по типу трансплантационного иммунитета, но и существенно влиять на эффективность вакцинотерапии.

Вакцины на основе отдельных антигенов опухолевых клеток

Вакцины на основе отдельных антигенов могут включать опухолевые антигены, полученные из стандартизованных линий опухолевых клеток или с помощью рекомбинантных технологий. Пептидные антигены потенциально являются более эффективным средством иммунизации по сравнению с цельными белками, поэтому они чаще включаются в состав противоопухолевых вакцин. Идентификация антигенных детерминант опухолевых антигенов, как правило, пептидов из 8–9 аминокислотных последовательностей, позволила получать их методами химического синтеза и использовать для создания противоопухолевых вакцин. Однако гетерогенность антигенов на различных клетках одной опухоли (или ее метастазах) может приводить к селекции опухолевого клона и, соответственно, формировать резистентные к такой вакцинотерапии клоны. По этой причине предпочтительнее использовать вакцины, в состав которых входит несколько высокоочищенных или синтетических антигенов (поливалентные вакцины), что повышает вероятность индукции иммунного ответа в отношении различных клеточных клонов одной опухоли.

В то же время существенным препятствием для массового использования таких вакцин является индивидуальный для каждой опухоли набор опухолевых антигенов, что определяет необходимость в каждом случае тестировать опухоль на наличие тех или иных мишеней и определять соответствующий антиген для включения его в состав вакцины. Такое тестирование вполне доступно методами, основанными на полимеразной цепной реакции или иммунохимии, что позволяет подобрать набор антигенов для вакцинотерапии. К сожалению, недостаточность данных о специфических антигенных детерминантах при многих опухолях ограничивает использование отдельных антигенов для противоопухолевой иммунотерапии.

Иммуногенность таких вакцин может быть улучшена путем введения вместе сними липидов, углеводов, или фосфатных групп, которые защищают пептидные связи от протеаз регулировать их процессинг и продливают время их полураспада в естественных условиях. Преимущество вакцин, основанных на пептидных антигенах, состоит в том, что они доступны для массового производства, имеют относительно небольшую коммерческую стоимость и к ним применимы стандартные требования, принятые для лекарственных препаратов.

ДНК-вакцины

Такие вакцины представляют собой генетическую последовательность, которая кодирует опухолевый антиген. Она встроена в систему доставки (плазмида, вирусный вектор и т.д.) и содержит промотор, обеспечивающий экспрессию экзогенного белка в эукариотических клетках. Эти конструкции, введенные в мышечную ткань или подкожно, трансфецируют клетки пациента (фибробласты или миоциты). Результатом активации введенного гена является повышение локальной концентрации необходимого антигена и как следствие развитие иммунного ответа на него. Такая генетическая конструкция может содержать несколько антигенных детерминант, что повышает вероятность их совпадения с антигенами опухоли и, соответственно, развития противоопухолевого иммунного ответа. В то же время применение таких вакцин также ограничивается опухолями с определенными антигенными детерминантами (как и всех антигенспецифических вакцин). Повысить иммуногенность ДНК вакцин удается при увеличении вводимой дозы, так как для индукции достаточного иммунного ответа для человека необходимы более высокие уровни доз по сравнению с лабораторными животными. Включение в такие вакцины нескольких антигенных детерминант и биологических модификаторов иммунного ответа, таких как IL-2, GM-SCF и др., также приводит к усилению их эффективности. Очевидно, что вариантами ДНК-вакцин могут быть следующие: генетическая конструкция, кодирующая антиген (антигены); генетическая конструкция, кодирующая как антиген (антигены), так и биологический модификатор в одной плазмиде; две плазмиды, содержащие такие гены и вводимые совместно или раздельно.

Главное преимущество этого типа вакцины состоит в том, что их производство не требует клеточного материала или индивидуализированных манипуляций с ДНК, она достаточно стабильна, что делает доступным производство таких препаратов в больших количествах. ДНК легко изменяема в лабораторных условиях, поэтому возможно легкое создание вакцин против различных антигенов. Антигенные белки продуцируются в клетках в нативной конформации, что иногда способствует повышению их иммуногенности.

Основной проблемой, связанной с созданием таких вакцин, является выбор систем доставки. В настоящее время широко используются липосомы (для плазмидной ДНК) и аденовирусные векторы. Недостатком первого является низкая степень трансфекции, а во втором случае возможны побочные реакции на антигены вирусного вектора. Кроме того, при создании таких вакцин необходимо учитывать возможность интеграции вводимого генетического материала в геном человека, индукцию аутоиммунных (анти-ДНК) антител и возможную иммунологическую толерантность на используемый антиген, а также вариабельность сроков, в течение которых клетки организма будут вырабатывать антигенный белок.