นักวิทยาศาสตร์ออกแบบเซลล์ภูมิคุ้มกันเฉพาะตัวเพื่อสร้างวัคซีนมะเร็งที่มีประสิทธิภาพ

ในการศึกษาวิจัยใหม่ที่ตีพิมพ์ในCancer Immunology Researchนักวิทยาศาสตร์จาก Icahn School of Medicine ที่ Mount Sinai ได้พัฒนาวิธีการใหม่ในการสร้างเซลล์ภูมิคุ้มกันหายากจำนวนหลายพันล้านเซลล์ ซึ่งเรียกว่าเซลล์เดนไดรต์แบบธรรมดาชนิดที่ 1 (cDC1) ซึ่งอาจเปิดทางไปสู่วัคซีนป้องกันมะเร็งเซลล์สำเร็จรูปประเภทใหม่

เซลล์เดนไดรต์เหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการกระตุ้นและรักษาการตอบสนองของภูมิคุ้มกันต่อเนื้องอก เซลล์เหล่านี้พบได้น้อยมากในร่างกายมนุษย์และยากที่จะแยกได้ในปริมาณมาก ระบบเพาะเลี้ยงแบบไม่ใช้ซีรั่มแบบใหม่ที่พัฒนาโดยทีมวิจัย Mount Sinai ทำให้สามารถผลิต cDC1 ที่ทำงานได้เกือบ 3 พันล้านเซลล์จากเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือด (HSC) ที่ได้จากเลือดสายสะดือเพียง 1 ล้านเซลล์ ซึ่งเป็นความสำเร็จที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน

“นี่เป็นก้าวสำคัญสู่การสร้างวัคซีนมะเร็งจากเซลล์แบบสากล” นีนา บาร์ดวันจ์, MD, PhD ผู้เขียนอาวุโสของการศึกษานี้ หัวหน้า Ward-Coleman Chair in Cancer Research และผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการวัคซีนและการบำบัดเซลล์ คณะแพทยศาสตร์ Icahn ที่ Mount Sinai กล่าว
“เซลล์เดนไดรต์แบบธรรมดาชนิดที่ 1 มีความสำคัญต่อการระดมระบบภูมิคุ้มกันเพื่อต่อสู้กับมะเร็ง แต่การผลิตในระดับที่จำเป็นสำหรับการใช้ทางคลินิกนั้นแทบจะเป็นไปไม่ได้เลย ตอนนี้เราได้ก้าวข้ามอุปสรรคนั้นไปแล้ว”

แตกต่างจากเซลล์เดนไดรต์ชนิดอื่นๆ cDC1 มีความสามารถพิเศษในการนำแอนติเจนของเนื้องอกมาแสดงข้าม ซึ่งเป็นกลไกสำคัญในการกระตุ้นเซลล์ทีที่ต่อสู้กับมะเร็ง การปรากฏของ cDC1 ในเนื้องอกมีความสัมพันธ์อย่างมากกับผลการรักษาที่ดีขึ้นและการตอบสนองต่อสารยับยั้งจุดตรวจภูมิคุ้มกันที่ประสบความสำเร็จ อย่างไรก็ตาม ในผู้ป่วยมะเร็ง จำนวนและการทำงานของ cDC1 มักลดลง

“วิธีการของเราไม่เพียงแต่ช่วยให้สามารถผลิต cDC1 ได้อย่างยืดหยุ่นเท่านั้น แต่ยังช่วยรักษาความสามารถในการกระตุ้นการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันต่อต้านเนื้องอกที่มีประสิทธิภาพในแบบจำลองก่อนการทดลองทางคลินิก” ดร.ศรีกุมาร์ บาลัน ผู้ร่วมเขียนงานวิจัยและรองศาสตราจารย์ประจำภาควิชาโลหิตวิทยาและมะเร็งวิทยาทางการแพทย์ คณะแพทยศาสตร์ไอคาห์น กล่าว
“สิ่งนี้เปิดประตูสู่การพัฒนาวัคซีนเซลล์สำเร็จรูปที่อาจเป็นประโยชน์ต่อมะเร็งหลายชนิด”

การศึกษาที่ดำเนินการร่วมกับสถาบันวิจัย Mather ในเมืองบริสเบน ประเทศออสเตรเลีย ได้ใช้เมาส์จำลองของมนุษย์เพื่อทดสอบความสามารถของ cDC1 ที่ปลูกในห้องแล็บในการทำงานเป็นวัคซีนป้องกันมะเร็ง

นี่เป็นตัวอย่างแรกของการผลิต cDC1 ของมนุษย์ที่แท้จริงและทำงานได้จริงในระดับที่สามารถปรับขนาดได้ โดยใช้โปรโตคอลที่ปราศจากซีรั่ม นักวิจัยสามารถสร้าง cDC1 ได้เกือบ 3 พันล้านตัวจากเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดจากสายสะดือ (HSC) เพียง 1 ล้านเซลล์ เซลล์เหล่านี้ไม่เพียงแต่ยังคงเอกลักษณ์และความบริสุทธิ์ไว้เท่านั้น แต่ยังแสดงให้เห็นถึงการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันที่สำคัญ ซึ่งรวมถึงการนำเสนอแอนติเจนข้ามเซลล์อย่างมีประสิทธิภาพและความสามารถในการกระตุ้นเซลล์ที ทำให้เซลล์เหล่านี้เป็นแพลตฟอร์มวัคซีนที่มีประสิทธิภาพสูง จากนั้น cDC1 เหล่านี้ได้รับการทดสอบในสิ่งมีชีวิต (in vivo) ในแบบจำลองเนื้องอกของมนุษย์ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการกระตุ้นการตอบสนองภูมิคุ้มกันต่อต้านเนื้องอกอย่างแข็งแกร่ง

งานวิจัยนี้มีนัยยะสำคัญในวงกว้าง ประการแรก งานวิจัยนี้เป็นการวางรากฐานสำหรับภูมิคุ้มกันบำบัดมะเร็งรูปแบบใหม่ นั่นคือ วัคซีนเซลล์สำเร็จรูปแบบใช้ได้ทุกเพศทุกวัย ซึ่งใช้ประโยชน์จากระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายเพื่อต่อสู้กับมะเร็ง เนื่องจาก cDC1 มีบทบาทสำคัญในการกระตุ้นการตอบสนองของเซลล์ทีที่มีศักยภาพ วิธีการนี้จึงอาจช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของการรักษาที่มีอยู่เดิม เช่น ยาต้านจุดตรวจ (checkpoint inhibitors) ได้อย่างมาก และสามารถปรับให้ใช้กับมะเร็งได้หลากหลายชนิด

ประการที่สอง วิธีการนี้ช่วยให้นักวิจัยมีเครื่องมือที่ไม่เคยมีมาก่อนในการศึกษาชีววิทยาของ cDC1 ทั้งในด้านสุขภาพและโรคต่างๆ และยังช่วยค้นพบแง่มุมใหม่ๆ เกี่ยวกับบทบาทของ cDC1 ในการเฝ้าระวังภูมิคุ้มกันและความต้านทานต่อเนื้องอกอีกด้วย

“นี่ไม่ใช่แค่การขยายขนาดการผลิตเซลล์” ดร. ภารดวันจ์ กล่าวเสริม
“แต่นี่คือการเปลี่ยนแปลงวิธีการพัฒนาภูมิคุ้มกันบำบัดของเรา: ทำให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น เข้าถึงได้ง่ายขึ้น และปรับให้เหมาะกับแต่ละบุคคลมากขึ้น”