Quando se trata da eficácia das vacinas nanoterapêuticas, forma é importante.

Uma equipe da Northwestern University investigou um conjunto de ácidos nucléicos esféricos (SNAs) por seu potencial para estimular as respostas imunológicas de supressão do câncer. Depois de comparar uma série de vacinas de composição idêntica, mas estruturalmente diferentes, testando-as em vários modelos animais, os pesquisadores descobriram que a estrutura dos SNAs em uma vacina superou dramaticamente as outras, que variou de ineficaz a quase curativa.

Vacinas com estrutura superior eliminaram completamente os tumores em 30% dos animais e melhoraram sua sobrevida geral ao câncer. A vacina também protegeu os animais de tumores reemergentes.

“Essa observação mostra a importância da estrutura química e da apresentação tridimensional dos componentes ativos no projeto de vacinas, "disse Chad A. Mirkin da Northwestern, que co-liderou o estudo. "Esta informação nos ajudará a projetar racionalmente vacinas SNA que podem aumentar as respostas imunológicas anticâncer mais fortes possíveis. Ter uma estratégia de projeto clara também acelerará o desenvolvimento de vacinas para muitos tipos de câncer e potencialmente outras doenças."

O estudo será publicado online durante a semana de 6 de maio no Proceedings of the National Academy of Sciences .

Mirkin é o George B. Rathmann Professor de Química no Weinberg College of Arts e Ciências da Northwestern e diretor do International Institute for Nanotechnology. Ele co-liderou o estudo com Bin Zhang, professor de medicina e microbiologia-imunologia da Escola de Medicina Feinberg da Universidade Northwestern, e Andrew Lee, professor assistente de pesquisa de engenharia química e biológica na McCormick School of Engineering da Northwestern.

As imunoterapias contra o câncer estimulam artificialmente o sistema imunológico do paciente para encontrar e atacar a doença. Até aqui, novas imunoterapias, chamados de inibidores de checkpoint, atuam desbloqueando respostas imunológicas que são suprimidas por tumores. Mas eles são eficazes apenas em certos tipos de câncer e em uma fração dos pacientes.

"Outra abordagem potencialmente mais poderosa é aumentar e aumentar as respostas imunológicas com vacinas terapêuticas, "Lee disse." Esta abordagem, Contudo, precisa de avanços no design de vacinas para desbloquear seu potencial no tratamento do câncer na clínica. "

O desenvolvimento de SNAs pode ser o avanço que as pessoas estavam esperando. Inventado por Mirkin, SNAs são formas globulares sintéticas - em vez de lineares - de DNA e RNA que circundam o núcleo de uma nanopartícula. Cerca de 50 nanômetros de diâmetro, as estruturas minúsculas possuem a capacidade de entrar nas células, incluindo células imunes, para entrega de tratamento direcionado.

No estudo, a equipe da Northwestern comparou SNAs que têm estruturas diferentes, mas os mesmos peptídeos, DNA e outros componentes gerais. Todas as vacinas incluíam um antígeno (uma substância que é reconhecida e direcionada por uma resposta imune) e um adjuvante (uma substância que aumenta a resposta imune do corpo ao antígeno). Nesse caso, o DNA é o adjuvante, e o peptídeo é o antígeno.

A única coisa que mudou em cada vacina foi a posição do antígeno peptídico, que estava alojado no núcleo do SNA, intercalado com o DNA ou anexado ao DNA. Essas mudanças levaram a grandes diferenças em como o sistema imunológico reconheceu e processou as pistas moleculares, em última análise, afetando a qualidade da resposta imune gerada pela vacina. No estudo, o antígeno peptídico intercalado com o DNA teve melhor desempenho.

"O estudo mostra que os SNAs e nossa capacidade de refinar as estruturas do SNA podem melhorar drasticamente as respostas imunológicas antitumorais, Zhang disse. "Isso mostra a promessa em nossa capacidade de melhorar o desempenho das vacinas e, eventualmente, usá-las no atendimento ao paciente."