Une équipe de recherche de l'Université du Massachusetts à Amherst a récemment annoncé qu'un nouveau vaccin basé sur des nanoparticules avait réussi à prévenir divers cancers agressifs, notamment le mélanome, le cancer du pancréas et le cancer du sein triple négatif, lors d'expériences sur des souris. Des études ont montré que, selon le type de cancer, jusqu'à 88 % des souris vaccinées sont restées sans tumeur pendant toute la période d'essai, et cette stratégie a considérablement réduit, voire complètement empêché, les métastases cancéreuses dans le corps dans plusieurs essais.
Le cœur de ce candidat vaccin est une plateforme « super-adjuvante » composée de nanoparticules lipidiques qui peuvent simultanément encapsuler et délivrer de manière stable deux molécules immunostimulantes différentes, puis les combiner avec des antigènes spécifiques du cancer ou des « lysats tumoraux » provenant de la tumeur elle-même. Selon l'équipe de recherche, cette conception simule la manière dont les agents pathogènes envoient plusieurs « signaux de danger » au système immunitaire, activant ainsi plus efficacement les cellules immunitaires innées, les conduisant à présenter efficacement les antigènes et à initier des réponses tuant les lymphocytes T contre les tumeurs, tout en établissant une mémoire immunitaire durable.
Dans la première phase de l’étude, les chercheurs ont associé la plateforme de nanoparticules à des antigènes peptidiques du mélanome connus, à des souris vaccinées, puis ont injecté des cellules de mélanome trois semaines plus tard pour simuler une provocation tumorale. Les résultats ont montré que 80 % des souris ayant reçu ce nano-vaccin « super-adjuvanté » ont maintenu une survie sans tumeur pendant la période d'observation allant jusqu'à 250 jours, tandis que le groupe témoin ayant reçu des vaccins traditionnels, des formules non nano ou aucune vaccination a tous développé des tumeurs et est décédé dans les 35 jours. Dans le même temps, lors d’expériences simulant la dissémination hématogène et les métastases, aucune métastase n’est apparue dans les poumons des souris vaccinées avec le nanovaccin, tandis que des nodules tumoraux évidents ont été trouvés dans les poumons de tous les animaux témoins, soulignant son potentiel à bloquer les métastases.
Le directeur de recherche Prabhani Atukorale, professeur adjoint du département de génie biomédical de l'école, a souligné que l'équipe a décrit cette protection comme une « immunité de la mémoire ». Son avantage est que la mémoire immunitaire ne se limite pas à une certaine partie, mais se propage dans tout le corps, maintenant ainsi des patrouilles à long terme et une vigilance contre les cellules cancéreuses qui pourraient apparaître à l'avenir. Ses travaux antérieurs ont montré que des conceptions similaires de nanomédicaments peuvent réduire ou même éliminer les tumeurs pancréatiques existantes chez la souris, ce qui montre en outre que la même plate-forme peut également être utilisée comme vaccin préventif pour construire une ligne de défense avant la formation de tumeurs.
Cependant, le développement d’antigènes spécialisés pour chaque cancer nécessite souvent un séquençage génétique et des analyses bioinformatiques complexes et coûteuses. Pour surmonter cet obstacle, l'équipe a essayé d'utiliser des « lysats tumoraux » provenant de sources plus directes comme antigènes dans la deuxième phase, combinant tous les composants des cellules cancéreuses tuées avec des nano- « super adjuvants » pour fabriquer un vaccin, et a testé son effet protecteur contre le mélanome, l'adénocarcinome canalaire pancréatique et le cancer du sein triple négatif chez la souris. Les résultats ont été frappants : dans un modèle de cancer du pancréas, 88 % des souris vaccinées ont rejeté la formation de tumeurs ; dans un modèle de cancer du sein, ce chiffre était de 75 % et dans un modèle de mélanome, de 69 %. Toutes les souris vaccinées qui sont restées sans tumeur pendant la provocation initiale ont également montré une forte résistance aux métastases lorsqu’on leur a ensuite réinjecté des cellules cancéreuses par voie systémique.
Griffin Kane, premier auteur de l'article et chercheur postdoctoral à l'école, a déclaré qu'une forte réponse des lymphocytes T spécifiques à la tumeur est la clé pour prolonger la survie et prévenir les récidives. La raison pour laquelle cette nanoplate-forme peut améliorer considérablement les réponses des lymphocytes T est qu'elle résout le problème de compatibilité « incompatible » entre de nombreux adjuvants immunitaires prometteurs : dans les préparations traditionnelles, plusieurs molécules immunostimulantes sont souvent difficiles à coexister de manière stable en raison de différences dans les propriétés moléculaires, tandis que les nanoparticules lipidiques peuvent co-encapsuler et libérer de manière coordonnée différents adjuvants comme un "compartiment porteur", réalisant ainsi une activation immunitaire innée multicanal et une présentation efficace de l'antigène.
Les chercheurs pensent que ce système de nanoparticules constitue une base solide pour la construction d’un vaccin « plateforme » pouvant être adapté à une variété de cancers. À l’avenir, il devrait être utilisé comme vaccin thérapeutique contre le cancer pour aider les patients diagnostiqués à contrôler leur maladie et à réduire le risque de récidive et de métastases. Il peut également proposer des programmes de vaccination préventive pour les groupes à haut risque. En se concentrant sur cette technologie de base, Atukorale et Kane ont cofondé la start-up NanoVax Therapeutics, qui se consacre à promouvoir la transformation clinique de cette plateforme, en complétant la vérification de la sécurité et de l'efficacité de la « réduction des risques », et en l'étendant à davantage de types de cancer et de scénarios de traitement.
Des recherches pertinentes ont été publiées dans la revue « Medicine » avec un article intitulé « Super-adjuvant nanoparticles for platform cancer vaccination ». L’équipe prévoit actuellement de développer davantage de vaccins thérapeutiques contre le cancer sur la base des bases existantes et a commencé une recherche translationnelle à un stade précoce. Les chercheurs ont également souligné que ces progrès reposent sur le soutien de plusieurs institutions telles que le Département de génie biomédical, l’Institut des sciences de la vie appliquées et la faculté de médecine collaboratrice du campus. L’intersection multidisciplinaire est la clé pour promouvoir la technologie de nano-immunisation du laboratoire à la clinique.