Ученые нашли способ усилить мРНК-вакцины против рака
Ученые выяснили, что мРНК могут считывать разные клетки организма. При этом мышечные клетки способны усиливать иммунный ответ, а клетки печени, наоборот, могут его подавлять.
Источник: Новости науки.
МОСКВА, 29 апреля. /Новости науки/. Эффект мРНК-вакцин зависит не только от иммунных клеток, но и от обычных клеток мышц и печени. Это показало исследование ученых из Медицинской школы Айкана при Mount Sinai, опубликованное в журнале Nature Biotechnology.
«Это исследование меняет наше представление о том, как работают мРНК-вакцины. Много лет считалось, что мРНК должна попасть в дендритные клетки, которые запускают Т-клеточный иммунный ответ. Мы показали, что это не обязательно», — сказал старший автор работы Брайан Браун.
мРНК-вакцины доставляют в организм генетическую инструкцию. По ней клетки временно производят белок-мишень, а иммунная система учится его распознавать. До сих пор считалось, что ключевую роль в этом процессе играют дендритные клетки. Они относятся к иммунной системе и помогают активировать Т-клетки.
Новая работа показала более сложную картину. Ученые выяснили, что мРНК могут считывать разные клетки организма. При этом мышечные клетки способны усиливать иммунный ответ, а клетки печени, наоборот, могут его подавлять.
Чтобы проверить это, исследователи использовали технологию, которая позволяет «выключать» работу мРНК в отдельных типах клеток. Для этого в молекулу мРНК встроили короткие участки, чувствительные к микроРНК. МикроРНК — это небольшие молекулы, которые помогают клетке регулировать работу генов. Такой подход позволил ученым сделать так, чтобы мРНК не работала, например, в клетках печени или в дендритных клетках.
Результат оказался неожиданным. Когда мРНК переставала работать в дендритных и других иммунных клетках, сильный Т-клеточный ответ все равно возникал. Это значит, что белок вакцины могут производить другие клетки, а затем иммунная система получает его через механизм перекрестной презентации. При нем одни клетки передают антиген иммунным клеткам, которые уже запускают ответ.
Особенно важным оказался эффект клеток печени. Когда ученые отключили работу мРНК в гепатоцитах — основных клетках печени, Т-клеточный ответ вырос в три раза. По словам соавтора работы Софии Сью, гепатоциты могут захватывать много мРНК, особенно при внутривенном введении, но для вакцин это не всегда полезно: печень способна ослаблять нужный иммунный сигнал.
В опытах на мышах с лимфомой новая версия мРНК-вакцины, в которой мРНК не работала в клетках печени, снизила опухолевую нагрузку более чем на 50%. Такой эффект связан с тем, что вакцина активировала больше Т-киллеров — иммунных клеток, которые могут уничтожать опухолевые клетки.
«Эти результаты показывают, что мы можем сделать мРНК-вакцины против рака более эффективными, просто управляя тем, где именно производится закодированный в мРНК антиген», — сказал один из авторов работы, специалист по вакцинам против рака Джошуа Броди.
Авторы подчеркивают, что работа пока проведена на животных моделях. Однако они считают, что открытый принцип может помочь при разработке новых мРНК-вакцин против рака, инфекций и некоторых других болезней. Та же технология может работать и в обратную сторону: не усиливать, а снижать иммунный ответ. Это может быть полезно при создании мРНК-терапий для аутоиммунных и генетических заболеваний, а также при редактировании генов.
По словам Брауна, новое исследование дает не только объяснение, но и практический инструмент. Теперь разработчики мРНК-препаратов смогут учитывать не только то, какой белок должна произвести вакцина, но и то, в каких клетках этот белок должен появиться.
«Это исследование меняет наше представление о том, как работают мРНК-вакцины. Много лет считалось, что мРНК должна попасть в дендритные клетки, которые запускают Т-клеточный иммунный ответ. Мы показали, что это не обязательно», — сказал старший автор работы Брайан Браун.
мРНК-вакцины доставляют в организм генетическую инструкцию. По ней клетки временно производят белок-мишень, а иммунная система учится его распознавать. До сих пор считалось, что ключевую роль в этом процессе играют дендритные клетки. Они относятся к иммунной системе и помогают активировать Т-клетки.
Новая работа показала более сложную картину. Ученые выяснили, что мРНК могут считывать разные клетки организма. При этом мышечные клетки способны усиливать иммунный ответ, а клетки печени, наоборот, могут его подавлять.
Чтобы проверить это, исследователи использовали технологию, которая позволяет «выключать» работу мРНК в отдельных типах клеток. Для этого в молекулу мРНК встроили короткие участки, чувствительные к микроРНК. МикроРНК — это небольшие молекулы, которые помогают клетке регулировать работу генов. Такой подход позволил ученым сделать так, чтобы мРНК не работала, например, в клетках печени или в дендритных клетках.
Результат оказался неожиданным. Когда мРНК переставала работать в дендритных и других иммунных клетках, сильный Т-клеточный ответ все равно возникал. Это значит, что белок вакцины могут производить другие клетки, а затем иммунная система получает его через механизм перекрестной презентации. При нем одни клетки передают антиген иммунным клеткам, которые уже запускают ответ.
Особенно важным оказался эффект клеток печени. Когда ученые отключили работу мРНК в гепатоцитах — основных клетках печени, Т-клеточный ответ вырос в три раза. По словам соавтора работы Софии Сью, гепатоциты могут захватывать много мРНК, особенно при внутривенном введении, но для вакцин это не всегда полезно: печень способна ослаблять нужный иммунный сигнал.
В опытах на мышах с лимфомой новая версия мРНК-вакцины, в которой мРНК не работала в клетках печени, снизила опухолевую нагрузку более чем на 50%. Такой эффект связан с тем, что вакцина активировала больше Т-киллеров — иммунных клеток, которые могут уничтожать опухолевые клетки.
«Эти результаты показывают, что мы можем сделать мРНК-вакцины против рака более эффективными, просто управляя тем, где именно производится закодированный в мРНК антиген», — сказал один из авторов работы, специалист по вакцинам против рака Джошуа Броди.
Авторы подчеркивают, что работа пока проведена на животных моделях. Однако они считают, что открытый принцип может помочь при разработке новых мРНК-вакцин против рака, инфекций и некоторых других болезней. Та же технология может работать и в обратную сторону: не усиливать, а снижать иммунный ответ. Это может быть полезно при создании мРНК-терапий для аутоиммунных и генетических заболеваний, а также при редактировании генов.
По словам Брауна, новое исследование дает не только объяснение, но и практический инструмент. Теперь разработчики мРНК-препаратов смогут учитывать не только то, какой белок должна произвести вакцина, но и то, в каких клетках этот белок должен появиться.
