بسیاری از دانشمندان سعی دارند واکسن‌هایی را ابداع کنند که سلول‌های سرطانی را از بین می‌برند اما برخی از دانشمندان در حال آزمایش واکسن‌هایی هستند که ممکن است بتوانند از ابتلا به سرطان جلوگیری کنند.
به گزارش پایکاه خبری قرطاس و به نقل از ایسنا، واکسن‌ها معمولا از ما در برابر بیماری‌ها محافظت می‌کنند اما واکسن‌های سرطان، متفاوت هستند. آنها درمان‌های احتمالی را برای افرادی ارائه می‌دهند که از پیش به سرطان مبتلا شده‌اند. این درمان‌ها سال‌ها در مراحل ساخت بوده‌اند و شکست‌های مکرری را پشت سر گذاشته‌اند اما اکنون نشان دادن نتایج امیدوارکننده را آغاز کرده‌اند.
طی دهه گذشته، نوآوری‌های فناوری مانند توالی‌یابی ژنوم به دانشمندان امکان داده است که بررسی دقیق‌تری را در مورد سلول‌های تومور و ناهنجاری‌های ژنتیکی آنها داشته باشند. این کار به آنها کمک می‌کند تا واکسن‌هایی را با اهداف بسیار ویژه‌تر طراحی کنند. «استفان شوئنبرگر»(Stephen Schoenberger)، ایمنی‌شناس سلولی «موسسه ایمنی‌شناسی لاجولا»(La Jolla Institute for Immunology) باور دارد که دانشمندان از همان زمان، نکات بیشتری را در مورد سیستم ایمنی و نحوه تشخیص و تخریب تومور بیمار آموخته‌اند.
«نینا بهاردواج»(Nina Bhardwaj)، متخصص خون‌شناسی و سرطان‌شناسی در «مدرسه پزشکی آیکان در مانت ساینای»(ISMMS) گفت: پژوهش‌ها در مورد واکسن سرطان هنوز در مراحل اولیه هستند اما نتایج اولیه حاصل از آزمایش‌های بالینی که تاکنون ده‌ها واکسن را علیه انواع سرطان آزمایش کرده‌اند، دلگرم‌کننده به نظر می‌رسند.
هدف از این آزمایش‌ها، تولید واکسن‌هایی است که سلول‌های سرطانی را از بین می‌برند اما از سوی دیگر، برخی از دانشمندان در حال آزمایش واکسن‌هایی هستند که ممکن است روزی از ابتلا به سرطان جلوگیری کنند.
واکسن سرطان چیست؟
هدف همه واکسن‌ها، چه واکسن سرطان و چه واکسن کووید-۱۹، آموزش سیستم ایمنی و ارائه یک پیش‌نمایش از هدفی است که برای ایمن نگه داشتن بدن باید شناسایی شود و از بین برود. واکسن کووید-۱۹ به سیستم ایمنی بدن می‌آموزد که کروناویروس چگونه به نظر می‌رسد. بنابراین هنگامی که عامل بیماری‌زا بدن را آلوده می‌کند، سلول‌های ایمنی می‌توانند به سرعت ویروس را پیدا کنند و آن را از بین ببرند. به طور مشابه، یک واکسن سرطان نیز به سلول‌های ایمنی در مورد این موضوع آموزش می‌دهد که یک سلول تومور چگونه به نظر می‌رسد و آنها را قادر می‌سازد تا این سلول‌های سرطانی را پیدا کنند و از بین ببرند.
توانایی واکسن سرطان در آموزش سیستم ایمنی، آن را از سایر روش‌های ایمنی‌درمانی که از عوامل درمانی مانند پروتئین‌های سیتوکین و آنتی‌بادی‌ها استفاده می‌کنند و شامل راهبردهایی مانند مهندسی ژنتیکی سلول‌های ایمنی بیمار برای مبارزه با سرطان هستند، متمایز می‌کند.
متخصصان باور دارند که واکسن‌های سرطان احتمالا می‌توانند سلول‌های سرطانی را که ممکن است از درمان‌های دیگر جان سالم به در برده باشند از بین ببرند، از رشد یا گسترش تومور جلوگیری کنند و جلوی بازگشت سرطان را بگیرند.
برخی از واکسن‌های سرطان، بر حذف سلول‌های ایمنی به نام «سلول‌های دندریتیک»(Dendritic cells) از نمونه خون بیمار و قرار دادن آنها در معرض پروتئین‌های کلیدی به دست آمده از سلول‌های سرطانی متکی هستند. سپس، سلول‌های آموزش‌دیده با این انتظار به بدن بیمار بازگردانده می‌شوند که سایر سلول‌های ایمنی مانند سلول‌های T را برای شناسایی و از بین بردن سرطان ترغیب کنند و آموزش دهند.
«کریستوفر کلبانوف»(Christopher Klebanoff)، سرطان‌شناس «مرکز سرطان مموریال اسلون کترینگ»(MSKCC) باور دارد که سلول‌های T می‌توانند یکی از شگفت‌انگیزترین ترفندهای زیست‌شناسی را انجام دهند. آنها حامل گیرنده‌ای هستند که می‌تواند پروتئین‌های موجود در سطح سلول‌های تومور را تشخیص دهد و همان‌گونه که کلید در قفل قرار می‌گیرد، به آن متصل شود. سلول‌های T پس از اتصال، از نیروی مکانیکی برای نفوذ به سلول تومور و تخریب آن استفاده می‌کنند.
بهاردواج معتقد است که واکسن‌ها در تولید کیفیت و کمیت سلول‌های T مورد نیاز برای از بین بردن تومورهای بزرگ، خیلی خوب نبوده‌اند. او باور دارد واکسینه کردن زمانی ایده‌آل است که تومور کوچک باشد. پژوهشگران برای تقویت قدرت واکسن، اغلب آن را در ترکیب با داروهایی به کار می‌برند که این پاسخ ایمنی ضد تومور را تقویت می‌کنند.
سازندگان واکسن در حال حاضر به طور فزاینده‌ای به فناوری مبتنی بر «آران‌ای پیام‌رسان»(mRNA) تکیه دارند که برای ساخت واکسن‌های کووید-۱۹ نیز استفاده می‌شود. هدف این است که واکسن بتواند به سلول‌های دندریتیک در بدن بیمار دستور دهد پروتئین‌ها یا پپتیدهای ویژه تومور را تولید کنند که واکنش ایمنی را به همراه دارد.
تعداد کمی از واکسن‌های پیشگیرانه وجود دارند که به بدن می آموزند ویروس‌های سرطان‌زا مانند هپاتیت B و «ویروس پاپیلومای انسانی»(HPV) را از بین ببرد و بدین ترتیب، از عفونتی که در غیر این صورت می‌تواند منجر به شکل‌گیری تومور شود، جلوگیری می‌کنند.
واکسن سرطان چگونه ساخته می‌شود؟
همه واکسن‌های درمان‌کننده سرطان بر پروتئین‌هایی به نام آنتی‌ژن‌های مرتبط با تومور متکی هستند. این آنتی‌ژن‌ها، مولکول‌هایی هستند که وقتی روی سطح سلول‌های سرطانی در مقایسه با سلول‌های سالم فراوان‌تر باشند یا به شکل غیرطبیعی و جهش‌یافته وجود داشته باشند، واکنش ایمنی را تحریک می‌کنند. هنگامی که سلول‌های T این آنتی‌ژن‌ها را می‌بینند، سلول‌ها را به عنوان سلول‌های سرطانی می‌شناسند و آنها را از بین می‌برند.
زیست‌شناسان حوزه سرطان، این آنتی‌ژن‌های تومور را با فناوری توالی‌یابی پیچیده‌ای شناسایی می‌کنند که تفاوت‌های ویژه‌ای را بین DNA یا RNA یک سلول سالم در مقابل یک سلول سرطانی نشان می‌دهد. شوئنبرگر گفت: ترفند این است که بفهمیم کدام جهش، واکنش سلول T را ایجاد خواهد کرد و هدف خوبی برای واکسن خواهد بود.
شوئنبرگر و گروه تحقیقاتی او، آنتی‌ژن‌ها را براساس واکنش بیمار نسبت به سرطان انتخاب می‌کنند. وی افزود: ما با مطالعه سلول‌های T در نمونه‌های خون آنها، به بررسی مواردی می‌پردازیم که سیستم ایمنی خود بیمار از میان جهش‌های بیان‌شده توسط تومور برای هدف‌گیری انتخاب کرده است.
در این روش، آنتی‌ژن‌هایی شناسایی می‌شوند که منحصر به سلول‌های تومور شخص هستند و ترکیبی از آنتی‌ژن‌های ویژه تومور را که از بیماران گوناگون به دست آمده‌اند، برای ساخت واکسن به کار می‌برند. پژوهشگران دیگر به دنبال آنتی‌ژن‌هایی هستند که بین افراد مبتلا به یک سرطان خاص یا انواع گوناگون سرطان، مشترک هستند.
واکسن‌هایی که برای هدف قرار دادن مولکول‌هایی طراحی شده‌اند که بیش از اندازه توسط سلول‌های سرطانی تولید می‌شوند اما در سلول‌های سالم نیز در مقادیر کمتری وجود دارند، معمولا با محدودیت‌هایی همراه هستند و ممکن است واکنش ایمنی مؤثری را آغاز نکنند. «لیزا باترفلید»(Lisa Butterflied)، ایمنی‌شناس سرطان در «دانشگاه کالیفرنیا، سان‌فرانسیسکو»(UCSF) گفت: این یک مانع بزرگ به شمار می‌رود. همچنین در این روش، خطر ایجاد واکنش خودایمنی وجود دارد که در آن، سیستم ایمنی به سلول‌های سالم حمله می‌کند و به بروز اختلالاتی در بدن منجر می‌شود که درمان آنها سخت است. در حال حاضر، تلاش‌های بیشتری روی یافتن مولکول‌هایی به نام «نئوآنتی‌ژن‌ها»(Neoantigens) متمرکز شده‌اند که مختص تومورها هستند.
آیا واکسن‌های تایید شده برای درمان سرطان وجود دارند؟
«سازمان غذا و داروی آمریکا»(FDA) در سال ۲۰۱۰، نخستین واکسن درمانی سرطان به نام «Sipuleucel-T» را برای درمان سرطان پیشرفته پروستات تایید کرد. هدف این واکسن، یک آنتی‌ژن به نام «اسید فسفاتاز پروستات»(Prostatic acid phosphatase) است. پروستات در سلول‌های طبیعی وجود دارد اما در سلول‌های سرطانی به مقدار بیشتری یافت می‌شود. آزمایش‌های بالینی نشان دادند که بیماران واکسینه‌شده با Sipuleucel-T حدود چهار ماه بیشتر از سایر بیماران که اندازه تومور آنها یکسان بود، عمر کردند.
سایر واکسن‌هایی که علیه ویروس‌هایی مانند هپاتیت B و ویروس پاپیلومای انسانی تأیید شده‌اند نیز واکسن‌های موثر سرطان به شمار می‌روند زیرا از عفونت‌های ویروسی که ممکن است روزی به سرطان‌های کبد، دهانه رحم، سر و گردن منجر شوند، پیشگیری می‌کنند.
کلبانوف خاطرنشان کرد: این واکسن‌های پیشگیرانه، با تولید آنتی‌بادی‌ها علیه ویروس کار می‌کنند و تا آنجا که ما می‌دانیم، واکنش سلول‌های T چندان مؤثری ندارند. به همین دلیل است که نمی‌توان از آنها به عنوان یک درمان قطعی در برابر سرطان استفاده کرد.
چالش‌های پیش روی دانشمندان در تولید واکسن
به رغم هیجانی که در مورد توسعه و آزمایش واکسن‌های سرطان وجود دارد و پیشرفت‌های حوزه فناوری و پزشکی، برخی از دانشمندان مانند کلبانوف همچنان بدبین هستند. آنها مطمئن نیستند که آیا واکسن‌ها به اندازه‌ای قوی خواهند بود که از نظر بالینی به کوچک شدن قابل توجه تومور کمک کنند و آیا امکان ارائه جایگزین‌هایی مانند مهندسی سلول‌های T بیمار به گونه‌ای که بتوانند سلول‌های تومور را بهتر تشخیص دهند، وجود خواهد داشت.
شوئنبرگر گفت: از آنجا که واکسن‌های درمانی اغلب در بیماران مبتلا به سرطان پیشرفته آزمایش می‌شوند که تومور آنها با جراحی برداشته شده و تحت شیمی‌درمانی یا پرتودرمانی قرار گرفته‌اند، سیستم ایمنی آنها واقعا ضعیف شده است و این احتمال وجود دارد که واکسن‌ها در این مرحله از بیماری به خوبی عمل نکنند. بدین ترتیب، ما باید بیماران و محیط‌های بالینی ویژه‌ای را پیدا کنیم که واکسن‌های سرطان در آنها مؤثرتر هستند.
واکسن‌های سرطان هنوز در مراحل اولیه آزمایش و بررسی هستند. بررسی‌های زیادی باید هم روی واکسن‌های پیشگیرانه و هم روی واکسن‌های درمانی انجام شوند.
برخی از چالش‌های پیش روی دانشمندان در تولید واکسن به شرح زیر هستند.
- سلول‌های سرطانی، سیستم ایمنی را سرکوب می‌کنند. بدین ترتیب، سرطان در وهله اول ممکن است دوباره آغاز شود و پیشروی کند. پژوهشگران برای رفع این مشکل، از مواد کمکی در واکسن‌ها استفاده می‌کنند. ماده کمکی، ماده‌ای است که برای بهبود پاسخ ایمنی بدن به واکسن اضافه می‌شود.
- سلول‌های سرطانی از سلول‌های سالم خود شخص آغاز می‌شوند. در نتیجه، سلول‌های سرطانی ممکن است برای سیستم ایمنی مضر به نظر نرسند. بدین ترتیب، سیستم ایمنی ممکن است به جای یافتن و مبارزه با سلول‌های سرطانی، آنها را نادیده بگیرد.
- از بین بردن تومورهای بزرگ‌تر یا پیشرفته‌تر فقط به صرف استفاده از واکسن سخت است. این یکی از دلایلی است که پزشکان اغلب واکسن سرطان را همراه با سایر درمان‌ها تجویز می‌کنند.
- افرادی که بیمار یا مسن هستند، ممکن است سیستم ایمنی ضعیفی داشته باشند. بدن آنها ممکن است پس از دریافت واکسن نتواند یک پاسخ ایمنی قوی را ایجاد کند. این امر، میزان عملکرد یک واکسن را محدود می‌کند. همچنین، برخی از درمان‌های سرطان ممکن است سیستم ایمنی شخص را تضعیف کنند و میزان پاسخ‌گویی بدن به واکسن را محدود سازند.
به این دلایل، برخی از پژوهشگران باور دارند که واکسن‌های درمان سرطان ممکن است برای تومورهای کوچکتر یا مراحل اولیه سرطان بهتر عمل کنند.
شاید واکسن‌های سرطان تا پیش از سال ۲۰۲۳ آماده شوند
گاردین نوشت: موفقیت داروهای مبتنی بر آران‌ای پیام‌رسان در مبارزه با کروناویروس، دانشمندان را در ایجاد واکسن‌های مشابه برای ملانوما و سایر تومورها ترغیب کرده است.
در دسامبر ۲۰۲۲، شرکت زیست‌فناوری آمریکایی «مدرنا»(Moderna) از گم‌نامی نسبی بیرون آمد و در طول همه‌گیری کووید-۱۹ به نامی آشنا تبدیل شد. این شرکت، نتایج یک کارآزمایی بالینی را منتشر کرد که موج‌هایی را در دنیای پژوهش سرطان به همراه داشت.
این واکسن که با همکاری شرکت داروسازی «MSD» ساخته شد، نشان داد که یک واکسن سرطان مبتنی بر آران‌ای پیام‌رسان که در ترکیب با ایمنی‌درمانی استفاده می‌شود، می‌تواند مزایای قابل توجهی را برای بیماران مبتلا به ملانومای پیشرفته که برای برداشتن تومورهای خود تحت عمل جراحی قرار گرفته‌اند، ارائه دهد. پس از یک سال درمان، آزمایش‌ها نشان دادند که این ترکیب ممکن است خطر عود سرطان یا مرگ را تا ۴۴ درصد کاهش دهد.
اگرچه آران‌ای پیام‌رسان مترادف با واکسن‌های کووید-۱۹ توسعه‌یافته توسط شرکت‌های مُدرنا، «فایزر»(Pfizer) و «بایواِن‌تِک»(BioNTech) شناخته شده اما سرطان مدت‌هاست که هدف نهایی این فناوری بوده است. «سرویس ملی سلامت انگلستان»(NHS)، یک مشارکت پیشگامانه را با بایواِن‌تِک آغاز کرده است تا توسعه واکسن‌های سرطان مبتنی بر آران‌ای پیام‌رسان را طی هفت سال آینده سریع پیگیری کند.
به عنوان بخشی از این مشارکت، بیماران مبتلا به سرطان واجد شرایط در بریتانیا از پاییز ۲۰۲۳ به بعد به آزمایش‌های بالینی دسترسی اولیه را خواهند داشت. امید است که تا سال ۲۰۳۰، این درمان‌های جدید به صورت بالینی در دسترس حدود ۱۰ هزار بیمار مبتلا به سرطان قرار بگیرند.
اگرچه «اوغور شاهین»(Uğur Şahin) و «اوزلم تورچی»(Özlem Türeci)، بنیانگذاران بایواِن‌تِک پیشتر توسط متخصصان سرطان‌شناسی به عنوان تامین‌کنندگان یک فناوری غیرقابل قبول و غیرعملی مورد تمسخر قرار گرفته بودند اما این یک پیشرفت قابل توجه به شمار می‌رود.
هنگامی که کووید-۱۹ از راه رسید، آران‌ای پیام‌رسان ناگهان برای ساخت واکسن‌هایی علیه کروناویروس تغییر کاربری داد و از آن زمان تاکنون توسط میلیاردها نفر در سراسر جهان دریافت شده است. شاهین و تورچی یک شبه به ستاره‌های علمی تبدیل شدند و پوشش رسانه‌ای را دریافت کردند که بیشتر مدیران در آرزوی آن هستند.
در هر حال، واکسن‌های سرطان مبتنی بر آران‌ای پیام‌رسان با واکسن‌های معمولی مانند واکسن‌های کووید-۱۹ و HPV تفاوت اساسی دارند. تمرکز این واکسن‌ها بر پیشگیری نیست. در عوض، آنها داروهای شخصی‌سازی‌شده‌ای هستند که سیستم ایمنی بیمار را در مورد بهترین روش مبارزه با سرطان آموزش می‌دهند. از آنجا که زمان بسیار مهم است، واکسن‌ها باید در عرض چند هفته تولید شوند و همچنین باید به صورت جداگانه با مجموعه منحصربه‌فرد جهش‌های DNA که عامل بیماری هستند، تنظیم شوند.
مدرنا و MSD قصد دارند مرحله سوم آزمایش واکسن را برای ملانومای پیشرفته در سال جاری آغاز کنند. شاهین نهایتا دو جایگاه اصلی را برای واکسن‌های سرطان مبتنی بر آران‌ای پیام‌رسان پیش‌بینی می‌کند. نخستین مورد، روش‌های ترکیبی با سلول‌های T یا سایر سلول‌درمانی‌ها برای کاهش تومورهای بزرگ و به سرعت در حال رشد و همچنین، طولانی‌تر کردن عمر بیماران مبتلا به انواع پیشرفته بیماری است.
شاهین می‌گوید: به عنوان مثال، حدود ۳۰ تا ۴۰ درصد بیماران مبتلا به سرطان روده بزرگ پس از جراحی در سه سال نخست، با عود سرطان روبه‌رو می‌شوند اما ما می‌توانیم یک آزمایش DNA تومور در گردش را برای این بیماران تجویز کنیم که به ما می‌گوید آیا پس از جراحی هنوز سلول‌های سرطانی باقی مانده‌اند یا خیر. اگر پاسخ مثبت باشد، آن بیماران واکسن را دریافت خواهند کرد.
اگرچه خوش‌بینی قابل توجهی در مورد پتانسیل آینده این واکسن‌ها وجود دارد اما هنوز مشکلات بزرگی باید حل شوند.
- شناسایی اهداف درست. ایجاد واکسن سرطان مستلزم گرفتن نمونه‌هایی از تومور و بافت سالم بیمار، تعیین توالی DNA و آران‌ای و مقایسه نحوه تغییر این توالی‌ها بین سلول‌های سرطانی و سالم برای شناسایی جهش‌های مشکل‌ساز است که می‌توانند به عنوان آنتی‌ژن یا هدف واکسن استفاده شوند. اینجاست که چالش آغاز می‌شود. چگونه می‌توان جهش‌های مرتبط را که واقعا باعث ایجاد سرطان می‌شوند، شناسایی کرد؟
پروفسور «آلن ملچر»(Alan Melcher)، پژوهشگر «موسسه تحقیقات سرطان»(ICR) انگلستان گفت: ژنومیک در سلول تومور آشفته است. موادی به پروتئین تبدیل می‌شوند که نباید به پروتئین تبدیل شوند و مکان‌های دیگری وجود دارند که قطعات بزرگ DNA در آنها یا از بین می‌روند یا در اطراف می‌چرخند. چیزی که ما در حال حاضر از دست می‌دهیم، این است که چگونه آنتی‌ژن‌های مهم را پیش‌بینی کنیم.
- ساخت واکسن‌های قابل شخصی‌سازی. پژوهشگران بر این باورند که این ابهام احتمالا برخی از تغییراتی را که در آزمایش‌های بالینی مشاهده می‌شوند، توضیح می‌دهند. اگرچه برخی از بیماران مزایای آشکار واکسن‌ها را در زمینه بیماری خود تجربه می‌کنند اما برخی دیگر به خوبی پاسخ نمی‌دهند. «نوربرت پردی»(Norbert Pardi)، دانشیار «دانشگاه پنسیلوانیا» گفت آزمایش‌هایی را دیده است که در آنها یک واکسن، سیستم ایمنی بدن بیمار را تحریک کرده اما تأثیر کمی بر تومور داشته است. پردی ادامه داد: من فکر می‌کنم این مهم‌ترین مانعی است که باید بر آن غلبه کنیم. چرا ما همیشه حتی در حضور یک پاسخ ایمنی قوی در بیماران، فایده‌ای را نمی‌بینیم؟
وقتی بایواِن‌تِک و مدرنا سلول‌های تومور بیمار و سلول‌های سالم را مقایسه می‌کنند، این کار را با توالی‌یابی ژنومی در بخش کوچکی از ژنوم انجام می‌دهند که به تولید پروتئین مربوط می‌شود. این راه، سریع‌تر و ارزان‌تر است و دانشمندان احساس می‌کنند که اگر بتوانند پروتئین‌های تومور غیرطبیعی را شناسایی کنند، اهداف نسبتا آسانی را برای سیستم ایمنی یافته‌اند. با کاهش سریع هزینه توالی‌یابی ژنوم، توالی‌یابی کل ژنوم بیشتر عملی خواهد شد. شرکت «کیوروک»(CureVac) در حال حاضر پیشگام این روش با هدف شناسایی بالقوه اهداف ظریف‌تر و پنهان‌تر است که با عملکرد نادرست ژنتیکی بدن ارتباط دارد و باعث رشد تومور می‌شود.
واکسن سرطان مغز
دانشمندان در حال استفاده از روش جدیدی برای تبدیل کردن سلول‌های سرطانی به عوامل قوی و ضد سرطان هستند. پژوهشگران «بیمارستان زنان و بریگهام»(BWH)، یک روش سلول‌درمانی جدید را برای از بین بردن تومورها و ایجاد ایمنی بلندمدت ابداع کرده‌اند. هدف آنها، آموزش سیستم ایمنی بدن به گونه‌ای است که بتواند از عود سرطان جلوگیری کند. این گروه پژوهشی، واکسن خود را در موش‌های مبتلا به سرطان پیشرفته و مرگبار گلیوبلاستوما آزمایش کردند و نتایج امیدوارکننده‌ای را به دست آوردند.
دکتر «خالد شاه»(Khalid Shah)، سرپرست این پروژه گفت: گروه ما یک ایده ساده را دنبال کرده که برداشتن سلول‌های سرطانی و تبدیل کردن آنها به سلول‌های کشنده سرطان و واکسن است. ما با استفاده از مهندسی ژن، سلول‌های سرطانی را تغییر کاربری می‌دهیم تا دارویی را ایجاد کنیم که سلول‌های تومور را از بین می‌برد و سیستم ایمنی را تحریک می‌کند تا هم تومورهای اولیه را از بین ببرد و هم از سرطان جلوگیری کند.
اکسن‌های سرطان، یک حوزه پژوهشی فعال برای بسیاری از آزمایشگاه‌ها هستند اما روش شاه و همکارانش متمایز است. این گروه به جای استفاده از سلول‌های تومور غیرفعال، سلول‌های تومور زنده را که دارای ویژگی غیرعادی هستند، تغییر کاربری می‌دهند. سلول‌های تومور زنده مانند کبوترهایی که به قفس بازمی‌گردند، مسافت‌های زیادی را در سراسر مغز طی می‌کنند تا به محل قرار گرفتن سلول‌های تومور همکار خود بازگردند. گروه شاه با بهره‌گیری از این ویژگی منحصربه‌فرد، سلول‌های تومور زنده را با استفاده از روش ویرایش ژن کریسپر مهندسی کردند و آنها را برای آزادسازی عوامل کشتن سلول‌های تومور تغییر کاربری دادند. علاوه بر این، سلول‌های مهندسی‌شده تومور برای بیان عواملی طراحی شده‌اند که تشخیص، برچسب‌گذاری و به خاطر سپردن آنها را برای سیستم ایمنی آسان می‌کند و سیستم ایمنی را برای یک پاسخ بلندمدت ضد تومور آماده می‌سازد.
شاه گفت: در تمام کارهایی که ما در مرکز انجام می دهیم، هرگز بیمار را از دست نمی‌دهیم. هدف ما اتخاذ یک روش نوآورانه اما قابل انتقال است تا بتوانیم یک واکسن درمانی و ضد سرطان را ابداع کنیم که نهایتا تأثیری ماندگار در پزشکی داشته باشد.
شاه و همکارانش خاطرنشان کردند که این راهبرد درمانی برای طیف گسترده‌تری از تومورهای جامد قابل استفاده است و باید پژوهش‌های بیشتری در مورد کاربردهای آن انجام شوند.
این پژوهش، در ژانویه سال ۲۰۲۳ در مجله «Science Translational Medicine» به چاپ رسید.
واکسن سرطان پستان
پژوهشگران «دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن»(UWSOM) گزارش دادند که یک واکسن آزمایشی علیه سرطان پستان می‌تواند یک پاسخ ایمنی قوی را به طور ایمن در برابر پروتئین کلیدی تومور ایجاد کند. یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهند که واکسن ممکن است بتواند انواع گوناگون سرطان پستان را درمان کند.
دکتر «مری دیسیس»(Mary Disis)، استاد پزشکی دانشگاه واشنگتن و سرپرست این پژوهش گفت: از آنجا که این یک کارآزمایی بالینی تصادفی نیست، نتایج باید در سطح مقدماتی در نظر گرفته شوند اما یافته‌ها آن قدر امیدوارکننده هستند که واکسن اکنون در یک کارآزمایی بالینی بزرگ‌تر تحت ارزیابی قرار دارد.
فاز نخست آزمایش برای ارزیابی ایمنی یک واکسن طراحی شد که پروتئینی به نام «HER۲» را هدف قرار می‌دهد و بررسی می‌کند که آیا پاسخ ایمنی را در برابر پروتئین به همراه دارد یا خیر. پروتئین HER۲، روی سطح بسیاری از سلول‌ها یافت می‌شود اما در ۳۰ درصد از سرطان‌های پستان، HER۲ صد برابر بیشتر از مقداری که در سلول‌های طبیعی وجود دارد، تولید می‌شود. این سرطان‌های موسوم به «HER۲-مثبت» تهاجمی‌تر هستند و احتمال عود آنها پس از درمان بیشتر است اما تولید بیش از اندازه HER۲ باعث ایجاد یک واکنش ایمنی نیز می‌شود که می‌تواند سودمند باشد.
به طور ویژه، بیماران مبتلا به سرطان پستان HER۲- مثبت که نوعی پاسخ ایمنی به نام ایمنی «سیتوتوکسیک»(Cytotoxic) یا سلول‌کش را ایجاد می‌کنند، نسبت به افرادی که چنین پاسخ ایمنی را نشان نمی‌دهند، احتمال عود سرطان کمتری دارند و بقای کلی آنها بیشتر است.
دیسیس و همکارانش برای تحریک این نوع واکنش، یک واکسن DNA ساختند. برخلاف واکسن‌های پروتئینی که معمولا حاوی پروتئین یا بخشی از پروتئینی هستند که سیستم ایمنی باید آن را هدف قرار دهد، واکسن‌های DNA حاوی دستورالعمل‌های DNA برای پروتئین مورد نظر هستند.
پس از تزریق، این DNA توسط سلول‌های محل تزریق گرفته می‌شود و تولید پروتئین رمزگذاری‌شده را در دستورالعمل‌های DNA واکسن آغاز می‌کند. سپس، سلول‌ها پروتئین را به سیستم ایمنی ارائه می‌کنند و این فرآیندی است که احتمالا یک پاسخ ایمنی قوی و سیتوتوکسیک را به همراه خواهد داشت.
واکسن مورد استفاده در این آزمایش حاوی دستورالعمل‌های DNA برای بخشی از HER۲ بود که معمولا درون سلول قرار دارد. این بخش درون سلولی، پاسخ‌های ایمنی سیتوتوکسیک قوی‌تری را تحریک می‌کند.
در این پژوهش، ۶۶ زن که سرطان متاستاتیک داشتند، مورد بررسی قرار گرفتند. همه زنان، یک دوره استاندارد درمان را تکمیل کرده بودند. آنها یا به بهبودی کامل رسیده بودند یا فقط تومور در استخوان آنها باقی مانده بود که به آرامی رشد می‌کرد.
شرکت‌کنندگان به سه گروه تقسیم شدند و هر شرکت‌کننده، سه تزریق را دریافت کرد. سپس، شرکت‌کنندگان به مدت سه تا ۱۳ سال پیگیری شدند(میانگین پیگیری تقریبا ۱۰ سال بود). پیگیری طولانی، یک موضوع مهم بود زیرا HER۲ در بسیاری از انواع دیگر سلول‌ها یافت می‌شود. پژوهشگران می‌خواستند اطمینان حاصل کنند که واکسیناسیون به مرور زمان باعث ایجاد پاسخ خودایمنی علیه سایر بافت‌های سالم حاوی HER۲ نمی‌شود.
دیسیس گفت: نتایج نشان داد که واکسن بسیار ایمن است. در واقع، شایع‌ترین عوارض جانبی که در حدود نیمی از بیماران مشاهده کردیم، بسیار شبیه به آنچه در واکسن‌های کووید-۱۹ می‌بینیم بودند؛ از جمله قرمزی و تورم در محل تزریق و شاید تب، لرز و علائم آنفلوانزا در برخی از بیماران.
این واکسن با موفقیت پاسخ ایمنی سیتوتوکسیک مورد نظر را بدون ایجاد عوارض جانبی شدید ایجاد کرد. این قوی‌ترین پاسخ ایمنی در بیمارانی بود که دوز متوسط را دریافت کردند.
اگرچه این پژوهش برای بررسی اینکه آیا واکسن می‌تواند سرعت پیشروی سرطان را کاهش دهد یا از آن جلوگیری کند، طراحی نشده بود اما پژوهشگران خاطرنشان کردند که شرکت‌کنندگان مبتلا به مراحل مشابه سرطان پستان که انتظار می‌رفت حدود نیمی از آنها تا پنج سال پس از درمان از دنیا بروند، بسیار بهتر از حد انتظار عمل کرده‌اند. دیسیس گفت: ما اکنون ۱۰ سال است که وضعیت این زنان را دنبال کرده‌ایم و ۸۰ درصد آنها هنوز زنده هستند.
این پژوهش، در نوامبر سال ۲۰۲۲ در مجله «JAMA Oncology» به چاپ رسید.
