L'unico vaccino terapeutico antitumorale disponibile sul mercato ha finora mostrato un'efficacia molto limitata negli studi clinici. I ricercatori dell'EPFL stanno attualmente lavorando a un'alternativa. Hanno sviluppato una piattaforma che consente di somministrare un vaccino contro il cancro in una posizione precisa e di stimolare il sistema immunitario in modo sicuro, superando così uno dei due ostacoli alla creazione di un vaccino efficace.

I vaccini terapeutici contro il cancro sono stati sviluppati per la prima volta 100 anni fa e fino ad oggi sono rimasti ampiamente inefficaci. Prima che si possano ottenere risultati tangibili, due grandi ostacoli devono essere superati. in primo luogo, poiché le mutazioni tumorali sono uniche per ogni paziente, gli antigeni delle cellule tumorali devono essere mirati in modo estremamente preciso, che è molto difficile da raggiungere. In secondo luogo, è necessario un sistema sicuro per somministrare il vaccino nella giusta posizione e ottenere una risposta immunitaria forte e specifica.

Il team di Li Tang presso la School of Engineering dell'EPFL sta trovando una soluzione al problema della consegna. I ricercatori hanno utilizzato una tecnica di polimerizzazione chiamata policondensazione per sviluppare un prototipo di vaccino che può viaggiare automaticamente nella posizione desiderata e attivare lì le cellule immunitarie. La tecnica brevettata è stata testata con successo sui topi ed è l'argomento di un articolo apparso in Scienze Centrali ACS . Li Tang ha anche co-fondato una startup chiamata PepGene, con partner che stanno lavorando a un algoritmo per prevedere in modo rapido e accurato gli antigeni tumorali mutati. Insieme, le due tecniche dovrebbero portare a un nuovo e migliore vaccino contro il cancro nei prossimi anni.

Aiutare il corpo a difendersi

La maggior parte dei vaccini, ad esempio contro il morbillo e il tetano, sono preventivi. Gli individui sani vengono inoculati con parti indebolite o inattivate di un virus, che spingono il loro sistema immunitario a produrre anticorpi. Questo prepara il corpo a difendersi da future infezioni.

Però, lo scopo di un vaccino terapeutico contro il cancro non è prevenire la malattia, ma per aiutare il corpo a difendersi da una malattia già presente. "Esistono vari tipi di immunoterapie oltre ai vaccini, ma alcuni pazienti non rispondono bene a loro. Il vaccino potrebbe essere combinato con quelle immunoterapie per ottenere la migliore risposta immunitaria possibile, " spiega Li Tang. Un altro vantaggio è che i vaccini dovrebbero ridurre il rischio di ricadute.

Ma come funziona il tutto?

Evitare di perdersi nel flusso sanguigno

La somministrazione di un vaccino contro il cancro al sistema immunitario prevede varie fasi. Primo, il paziente viene inoculato con il vaccino per via sottocutanea. Il vaccino viaggerà così ai linfonodi, dove ci sono molte cellule immunitarie. Una volta lì, si prevede che il vaccino penetri nelle cellule dendritiche, che agiscono come una sorta di meccanismo di allerta. Se il vaccino li stimola correttamente, le cellule dendritiche presentano antigeni specifici alle cellule T che combattono il cancro, un processo che attiva e addestra le cellule T ad attaccarle.

La procedura appare semplice, ma è estremamente difficile da mettere in pratica. Perché sono molto piccoli, i componenti di un vaccino tendono a disperdersi o ad essere assorbiti nel flusso sanguigno prima di raggiungere i linfonodi.

Per superare quell'ostacolo, Li Tang ha sviluppato un sistema che lega chimicamente le parti del vaccino per formare un'entità più grande. Il nuovo vaccino chiamato Neoepitopo Policondensato (PNE), consiste di neoantigeni (antigeni mutati specifici del tumore da attaccare) e un adiuvante. Quando combinato in un solvente, i componenti si legano naturalmente tra loro, formando un'entità troppo grande per essere assorbita dai vasi sanguigni e che viaggia naturalmente verso i linfonodi.

Una volta all'interno di una cellula dendritica, i componenti del vaccino si separano nuovamente. Ciò consente alla cellula dendritica di presentare gli antigeni giusti alle cellule T, provocando una potente risposta immunitaria. "Questo nuovo vaccino, combinato con un'analisi altamente avanzata dei neoantigeni di ciascun paziente, dovrebbe consentire l'attivazione del sistema immunitario dei malati di cancro in modo personalizzato e sicuro, "dice Li Tang.

Il team sta ancora perfezionando la fase in cui vengono rilevati gli antigeni specifici del tumore. "Questa fase di identificazione è altrettanto vitale, " conclude Li Tang. "Poiché questi neoantigeni non sono presenti nelle cellule sane, un'identificazione accurata ci consentirà di indirizzare le cellule tumorali in modo molto preciso, senza alcuna tossicità nei tessuti sani."