Του Mark R. O’Brian, Professor and Chair of Biochemistry, Jacobs School of Medicine and Biomedical Sciences, University at Buffalo. Πηγή: The Conversation.
Τα μέσα ενημέρωσης ανέφεραν τα ενθαρρυντικά ευρήματα κλινικών δοκιμών για ένα νέο πειραματικό εμβόλιο που αναπτύχθηκε από την εταιρεία βιοτεχνολογίας Moderna για τη θεραπεία ενός επιθετικού τύπου καρκίνου του δέρματος, του μελανώματος. Αν και αυτά είναι δυνητικά πολύ καλά νέα, σκέφτηκα ότι οι τίτλοι μπορεί να είναι παραπλανητικοί. Τα εμβόλια με τα οποία είμαστε εξοικειωμένα οι περισσότεροι άνθρωποι προλαμβάνουν τις ασθένειες, ενώ αυτό το πειραματικό νέο εμβόλιο για τον καρκίνο του δέρματος θεραπεύει μόνο ασθενείς που είναι ήδη άρρωστοι. Γιατί ονομάζεται εμβόλιο αν δεν προλαμβάνει τον καρκίνο;
Είμαι βιοχημικός και μοριακός βιολόγος που μελετά τους ρόλους που παίζουν τα μικρόβια στην υγεία και τις ασθένειες. Διδάσκω επίσης γενετική του καρκίνου σε φοιτητές ιατρικής και ενδιαφέρομαι για το πώς κατανοεί το κοινό την επιστήμη. Ενώ τα προληπτικά και θεραπευτικά εμβόλια χορηγούνται για διαφορετικούς στόχους υγειονομικής περίθαλψης, και τα δύο εκπαιδεύουν το ανοσοποιητικό σύστημα να αναγνωρίζει και να καταπολεμά έναν συγκεκριμένο παράγοντα ασθένειας που προκαλεί ασθένεια.
Πώς λειτουργούν τα προληπτικά εμβόλια;
Τα περισσότερα εμβόλια χορηγούνται σε υγιή άτομα πριν αρρωστήσουν για την πρόληψη ασθενειών που προκαλούνται από ιούς ή βακτήρια. Αυτά περιλαμβάνουν εμβόλια που προλαμβάνουν την πολιομυελίτιδα, την ιλαρά, την COVID-19 και πολλές άλλες ασθένειες. Οι ερευνητές έχουν επίσης αναπτύξει εμβόλια για την πρόληψη ορισμένων τύπων καρκίνου που προκαλούνται από ιούς όπως οι ιοί των ανθρώπινων θηλωμάτων και ο ιός Epstein-Barr.
Το ανοσοποιητικό σύστημα αναγνωρίζει σωματίδια όπως ορισμένα μικρόβια και αλλεργιογόνα που δεν ανήκουν στο σώμα μας και ξεκινά μια σειρά από κυτταρικά συμβάντα για να τα καταστρέψει. Έτσι, ένας ιός ή ένα βακτήριο που εισέρχεται στο σώμα αναγνωρίζεται ως κάτι ξένο και πυροδοτεί μια ανοσολογική απόκριση για την καταπολέμηση του μικροβιακού εισβολέα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια κυτταρική μνήμη που θα προκαλέσει μια ακόμη ταχύτερη ανοσολογική απόκριση την επόμενη φορά που το ίδιο μικρόβιο εισβάλλει.
Το πρόβλημα είναι ότι μερικές φορές η αρχική μόλυνση προκαλεί σοβαρή ασθένεια πριν το ανοσοποιητικό σύστημα μπορέσει να αντιδράσει εναντίον της. Ενώ μπορεί να είστε καλύτερα προστατευμένοι από μια δεύτερη μόλυνση, ίσως έχετε υποστεί ήδη τις επιζήμιες συνέπειες της πρώτης. Εδώ μπαίνουν στη σκηνή τα προληπτικά εμβόλια. Με την εισαγωγή μιας αβλαβούς εκδοχής ή ενός τμήματος του μικροβίου στο ανοσοποιητικό σύστημα, το σώμα μπορεί να μάθει να αντιδρά αποτελεσματικά εναντίον του χωρίς να προκαλεί την ασθένεια. Για παράδειγμα, το εμβόλιο Gardasil-9 προστατεύει από τον ιό των ανθρώπινων θηλωμάτων, ή τον HPV, που προκαλεί καρκίνο του τραχήλου της μήτρας. Περιέχει πρωτεϊνικά συστατικά που βρίσκονται στον ιό και δεν μπορούν να προκαλέσουν ασθένεια, αλλά προκαλούν μια ανοσολογική απόκριση που προστατεύει από μελλοντική μόλυνση από τον HPV, αποτρέποντας έτσι τον καρκίνο του τραχήλου της μήτρας.
Πώς λειτουργεί το εμβόλιο κατά του καρκίνου Moderna;
Σε αντίθεση με τον καρκίνο του τραχήλου της μήτρας, το μελάνωμα του δέρματος δεν προκαλείται από ιογενή λοίμωξη. Ούτε το πειραματικό εμβόλιο της Moderna προλαμβάνει τον καρκίνο όπως το Gardasil-9 από τον HPV. Το εμβόλιο της Moderna εκπαιδεύει το ανοσοποιητικό σύστημα για να καταπολεμήσει έναν εισβολέα με τον ίδιο τρόπο που κάνουν τα προληπτικά εμβόλια που είναι εξοικειωμένα οι περισσότεροι άνθρωποι. Ωστόσο, σε αυτή την περίπτωση ο εισβολέας είναι ένας όγκος, μια εκδοχή κυττάρων που φιλοξενεί μη φυσιολογικές πρωτεΐνες και το ανοσοποιητικό σύστημα μπορεί να αναγνωρίσει ως ξένες και να τις επιτεθεί.
Ποιες είναι αυτές οι μη φυσιολογικές πρωτεΐνες και από πού προέρχονται; Όλα τα κύτταρα αποτελούνται από πρωτεΐνες και άλλα βιολογικά μόρια όπως υδατάνθρακες, λιπίδια και νουκλεϊκά οξέα. Ο καρκίνος προκαλείται από μεταλλάξεις σε περιοχές του DNA που κωδικοποιούν οδηγίες για το ποιες πρωτεΐνες πρέπει να παρασκευαστούν. Τα μεταλλαγμένα γονίδια έχουν ως αποτέλεσμα να δημιουργούνται μη φυσιολογικές πρωτεΐνες που ονομάζονται νεοαντιγόνα που το σώμα αναγνωρίζει ως ξένες. Αυτό μπορεί να προκαλέσει μια ανοσολογική απόκριση για την καταπολέμηση ενός νεογέννητου όγκου. Ωστόσο, μερικές φορές η ανοσοαπόκριση αποτυγχάνει να υποτάξει τα καρκινικά κύτταρα, είτε επειδή το ανοσοποιητικό σύστημα δεν είναι σε θέση να αναπτύξει μια αρκετά ισχυρή απόκριση είτε επειδή τα καρκινικά κύτταρα έχουν βρει έναν τρόπο να αμύνονται στην επίθεση του ανοσοποιητικού συστήματος.
Το πειραματικό εμβόλιο της Moderna για το μελάνωμα περιέχει γενετικές πληροφορίες που κωδικοποιούν τμήματα των νεοαντιγόνων που υπάρχουν στον καρκινικό όγκο. Αυτή η γενετική πληροφορία έχει τη μορφή mRNA, η οποία είναι η ίδια μορφή που χρησιμοποιείται στα εμβόλια των Moderna και Pfizer-BioNtech για την νόσο COVID-19. Είναι σημαντικό ότι το εμβόλιο δεν μπορεί να προκαλέσει καρκίνο, επειδή κωδικοποιεί μόνο μικρά, μη λειτουργικά μέρη της πρωτεΐνης. Όταν οι γενετικές πληροφορίες μεταφράζονται σε αυτά τα κομμάτια πρωτεΐνης στο σώμα, δίνουν το έναυσμα στο ανοσοποιητικό σύστημα να επιτεθεί στον όγκο. Στην ιδανική περίπτωση, αυτή η ανοσολογική απόκριση θα προκαλέσει τη συρρίκνωση και την εξαφάνιση του όγκου.
Σημειωτέον, το εμβόλιο κατά του μελανώματος της Moderna είναι προσαρμοσμένο στα μέτρα κάθε ασθενή. Κάθε όγκος είναι μοναδικός, και έτσι το εμβόλιο πρέπει να είναι επίσης μοναδικό. Για να προσαρμόσουν τα εμβόλια, οι ερευνητές πρώτα κάνουν ανάλυση της βιοψίας του όγκου ενός συγκεκριμένου ασθενούς για να προσδιορίσουν ποια νεοαντιγόνα υπάρχουν. Ο κατασκευαστής του εμβολίου στη συνέχεια σχεδιάζει συγκεκριμένα μόρια mRNA που κωδικοποιούν αυτά τα νεοαντιγόνα. Όταν αυτό το εξατομικευμένο εμβόλιο mRNA χορηγείται, το σώμα μεταφράζει το γενετικό υλικό σε πρωτεΐνες ειδικές για τον όγκο του ασθενούς, με αποτέλεσμα μια ανοσολογική απόκριση κατά του όγκου.
Συνδυασμός εμβολιασμού με ανοσοθεραπεία
Τα εμβόλια αυτά είναι μια μορφή ανοσοθεραπείας, που σημαίνει ότι αντιμετωπίζουν ασθένειες αξιοποιώντας το ανοσοποιητικό σύστημα -άλλα αντικαρκινικά φάρμακα ανοσοθεραπείας δεν είναι εμβόλια γιατί, ενώ διεγείρουν επίσης το ανοσοποιητικό σύστημα, δεν στοχεύουν συγκεκριμένα νεοαντιγόνα. Μάλιστα, το εμβόλιο της Moderna συγχορηγείται με το ανοσοθεραπευτικό φάρμακο pembrolizumab, το οποίο κυκλοφορεί ως Keytruda.
Γιατί χρειάζονται δύο φάρμακα; Διότι ορισμένα ανοσοκύτταρα που ονομάζονται Τ-κύτταρα έχουν μοριακό “γκάζι” και μοριακά “φρένα” που χρησιμεύουν ως σημεία ελέγχου για να διασφαλιστεί ότι ανεβάζουν στροφές μόνο παρουσία ενός ξένου εισβολέα όπως ένας όγκος. Μερικές φορές τα καρκινικά κύτταρα βρίσκουν έναν τρόπο να κρατούν τα Τ-κύτταρα υποτονικά και να καταστέλλουν την ανοσολογική τους απόκριση. Σε αυτές τις περιπτώσεις, ενώ το εμβόλιο της Moderna μπορεί να προσδιορίζει σωστά τον όγκο, τα Τ-κύτταρα μπορεί να μην είναι σε θέση μπορούν να ανταποκριθούν σε αυτόν. Το pembrolizumab, ωστόσο, μπορεί να συνδεθεί απευθείας σε ένα μοριακό “φρένο” στο Τ-κύτταρο, απενεργοποιώντας το σύστημα πέδησης και επιτρέποντας στα κύτταρα του ανοσοποιητικού να επιτεθούν στον όγκο.
Πρέπει να τονιστεί ότι το εμβόλιο της Moderna δεν είναι προληπτικό εμβόλιο κατά του καρκίνου. Δεν μπορεί να χορηγηθεί σε υγιή άτομα για την πρόληψη του μελανώματος πριν αυτό εμφανιστεί. Οι καρκίνοι ποικίλλουν πολύ από άτομο σε άτομο. Κάθε μελάνωμα φιλοξενεί ένα διαφορετικό προφίλ νεοαντιγόνων που δεν μπορεί να προβλεφθεί εκ των προτέρων. Επομένως, δεν μπορεί να αναπτυχθεί εμβόλιο πριν εμφανιστεί ο καρκίνος. Το πειραματικό εμβόλιο μελανώματος mRNA, που επί του παρόντος βρίσκεται ακόμη σε κλινικές δοκιμές πρώιμης φάσης, είναι ένα παράδειγμα των νέων συνόρων της εξατομικευμένης ιατρικής. Κατανοώντας τη μοριακή βάση των ασθενειών, οι ερευνητές μπορούν να διερευνήσουν πώς οι υποκείμενες αιτίες τους ποικίλλουν μεταξύ των ανθρώπων και να προσφέρουν εξατομικευμένες θεραπευτικές επιλογές ενάντια σε αυτές τις ασθένειες.
