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Vaccin à ARN - une nouvelle façon de rechercher et de détruire les cellules cancéreuses

La radiothérapie standard et la chimiothérapie anticancéreuse ne distinguent pas les cellules cancéreuses des cellules normales, ce qui entraîne la mort de ces dernières. Autrement dit, les deux types de traitement avec des effets secondaires graves ne détruisent pas toutes les cellules cancéreuses du corps du patient.

Une cellule cancéreuse diffère d'une cellule normale par la présence de protéines antigéniques à sa surface. En comparant les protéines synthétisées par le cancer et les cellules normales du même type, on peut révéler la différence dans la composition des protéines. Les protéines caractéristiques d'une cellule cancéreuse et absentes d'une cellule normale sont les protéines même de l'antigène que le système immunitaire du patient doit reconnaître.

Mais une cellule cancéreuse est un "produit" d'une cellule normale dans son propre corps. En se multipliant en raison de l'immortalité et de la propagation de ses descendants en raison de la propriété d'invasion, il crée la maladie la plus dangereuse pour l'homme - le cancer.

Le protéome de la cellule cancéreuse est codé par le génome de l'organisme hôte, ce qui détermine sa tolérance et l'absence de réponse immunitaire. D'autres causes sont connues.

Seul le système immunitaire a un effet systémique contre les protéines antigènes sur les cellules cancéreuses. Par conséquent, les scientifiques tentent depuis longtemps d'utiliser les cellules du système immunitaire du patient pour détruire les cellules cancéreuses.

Ainsi, en Allemagne, un vaccin est utilisé à cet effet à partir de cellules cancéreuses tuées prélevées sur le patient lui-même. Comme les auteurs en parlent, grâce à la vaccination de ces cellules, le système immunitaire reçoit des informations: «Voilà à quoi ressemble une cellule cancéreuse, attaquez-vous! La même chose se produit lorsqu’il est vacciné contre une infection virale, lorsque le système immunitaire du patient est «familier» avec les antigènes de ce virus et peut renforcer la réponse immunitaire.

Il existe deux méthodes de vaccination avec des cellules cancéreuses prélevées sur le patient lui-même.

Dans la première méthode, on prélève 5 grammes de «masse tumorale» pour le matériel d'inoculation, le principal étant prélevé lors de la première opération ou par biopsie. Le premier vaccin est administré au patient «avec une forte dose» de cellules cancéreuses tuées par radiation. Viennent ensuite les vaccins d’entretien une à deux fois par mois, en fonction de la réponse du système immunitaire du patient. Une telle thérapie peut durer des années et, en bloquant l'apparition de métastases, "prévient le développement de la maladie".

Dans la deuxième méthode, des cellules dendritiques provenant de précurseurs sanguins et des cellules cancéreuses provenant d'un patient, également issues d'une tumeur primitive, sont utilisées pour fabriquer le matériel de vaccin. Les cellules dendritiques sont cultivées séparément dans une culture avec des cytokines. Les cellules cancéreuses sont cultivées séparément également en culture, puis les protéines antigéniques en sont isolées. Après cela, pour la fabrication du matériel de greffage, les cellules dendritiques sont enrichies en protéines antigéniques provenant de cellules cancéreuses. Un tel vaccin est administré au patient.

En cultivant des cellules dendritiques dans une culture avec des cytokines, le système immunitaire «détruit de manière fiable les cellules cancéreuses» en utilisant deux mécanismes: les lymphocytes T cytotoxiques et les anticorps anti-protéines antigéniques des cellules cancéreuses.

Les auteurs notent que cette technique "est utilisée activement dans les cliniques universitaires pour détruire tous les types de cellules cancéreuses et donne des résultats positifs convaincants".

Cependant, l'utilisation d'une combinaison de cellules dendritiques et de protéines antigéniques spécifiques d'une cellule cancéreuse et de ses descendants nécessite l'identification de tels antigènes pour chaque type de cellule cancéreuse, ce qui n'est pas une tâche facile. De plus, loin de toutes les tumeurs, il est possible d’obtenir une quantité suffisante de protéines pour déclencher une réponse immunitaire.

Merix Bioscience a commencé en 2001 à développer une nouvelle approche de la destruction des cellules cancéreuses, qui conviendra à un patient particulier. Sa méthode consiste à stimuler le système immunitaire de la patiente, ce qui lui permet de rechercher et de détruire les cellules cancéreuses. Ceci est réalisé par un vaccin à base d'ARN.

Un vaccin à ARN comprend: 1) des cellules dendritiques d'un patient, elles contrôlent son système immunitaire et 2) de l'ARN matriciel (ARNm ou ARNm) de ses cellules cancéreuses. Les cellules dendritiques sont préparées à partir d'échantillons sanguins d'un patient et l'ARNm est isolé de cellules cancéreuses à partir du matériel de biopsie de ce patient.

Comme vous pouvez le constater, ce vaccin n’est pas destiné à la prévention du cancer, mais à la destruction des cellules cancéreuses déjà présentes dans le cancer d’un patient. Les oncologues sont occupés avec cela à ce jour. Cependant, les progrès de la biologie moléculaire et l’émergence de la médecine moléculaire permettent maintenant de procéder au diagnostic et au traitement du cancer dans sa période asymptomatique au niveau: de la première cellule cancéreuse et de ses premiers descendants, voire de la ou des cellules précancéreuses.

Pour comprendre la signification du vaccin à ARN, il est nécessaire de rappeler quelques données sur le gène et l'ARNm.

Un gène est un fragment d’ADN codant pour une ou plusieurs protéines. L'ordre ou la séquence spécifique des nucléotides qui composent ce fragment correspond à l'ordre spécifique dans lequel les acides aminés constituant cette protéine sont construits.

Schéma des étapes de la formation des protéines dans la cellule: gène - ARNm - protéines.

Pour construire la protéine, la transcription doit avoir lieu, c'est-à-dire synthèse d'une molécule d'ARN matriciel (ARNm). Ensuite, la traduction de cet ARNm, c'est-à-dire formation de protéines avec une séquence d'acides aminés appropriée. Les protéines sont synthétisées sur le ribosome dans le cytoplasme de la cellule avec la participation de l'ARN ribosomal (ARNr) et de nombreux ARN de transport (ARNt).

La composition de l'ARN comprend quatre nucléotides, qui comprennent des bases azotées portant des informations génétiques: l'adénine (A), l'uracile (U), la cytosine (C) et la guanine (G). La thymine (T) entre dans l'ADN au lieu de l'uracile (Fig. 1).

Fig. 1

Schéma de structure génique

.



Dans un fragment d'ADN, il y a deux chaînes de paires de bases complémentaires: AT, T-A, G-C, C-G et rien d'autre. Sur le brin d'ADN de la matrice, comme sur une matrice, l'ARNm est synthétisé selon le principe de complémentarité des paires de bases. Dans la figure, c'est la chaîne du bas. La séquence des bases dans l'ARNm est la même que dans la chaîne Nematrix - la chaîne supérieure. La seule différence est le remplacement de la chaîne T de l'ADN par Y dans la chaîne de l'ARNm. Il est également important que l'ARNm soit une molécule d'une chaîne, c'est-à-dire c'est une copie de l'une des deux chaînes de gènes.

5 'C G AU G C A U 3' - chaîne d'ARNm (copie de la chaîne du gène).

La synthèse de l'ARNm est réalisée par l'enzyme ARN polymérase, puis les régions non codantes - les introns - en sont retirées et les séquences codantes des bases - les exons - sont connectées les unes à la suite des autres.

Les cellules dendritiques sont un type de globule blanc. Dans le corps humain, il y en a très peu - seulement 0,2% du nombre total de leucocytes.

Ces dernières années, il a été découvert qu’ils aident le système immunitaire à détecter les antigènes de bactéries et de virus qui ont pénétré dans le corps, ainsi que les cellules cancéreuses. Ayant des antigènes reconnus, les cellules dendritiques provoquent une réponse des cellules du système immunitaire qui détruisent les porteurs de ces antigènes.

Les cellules dendritiques avec leurs processus longs pénètrent dans tous les tissus, captant les antigènes et, à travers eux, leurs vecteurs dans le corps. Ils ont été détectés pour la première fois dans la peau en 1868 par le scientifique allemand P. Langerhans, qui les a confondus avec une terminaison nerveuse.

En 1973, R. Steinman (Ralph M. Steinman) des États-Unis a rouvert des cellules dendritiques en examinant des organes chez des souris et a montré qu’elles constituaient un élément très important du système immunitaire. Lors d'expériences sur des animaux, ces cellules ont provoqué une capacité étonnamment élevée à stimuler la réponse immunitaire aux antigènes. R. Steinman leur a donné un nom - des cellules dendritiques (du grec. Dendron - tree) pour les processus hérissés, similaires aux dendrites des cellules nerveuses.

De nombreux chercheurs ont tenté d’isoler des cellules dendritiques à partir de tissus vivants, mais sans succès. En 1992, Jaques Banchereau et son groupe français ont réussi à mettre au point une méthode de culture de masse dans une culture de cellules souches de la moelle osseuse humaine.

En 1994
Antonio Lanzaveccia (Antonio Lanzaveccia) a développé des cellules dendritiques à partir de cellules sanguines - des monocytes. De plus, dans le processus de différenciation, elles peuvent devenir soit des cellules dendritiques, soit des macrophages qui détruisent les porteurs d’antigène. Pour ce faire, ils ont: des récepteurs en coupe à la surface des cellules - ce sont des protéines qui lient les antigènes. En outre, ils sont capables de phagocytose: la cellule dépasse de la membrane cellulaire et l’attire dans l’étranger, c.-à-d. un virus ou une bactérie, ou capture des antigènes sur une cellule cancéreuse.

L'antigène capturé par une cellule dendritique immature subit un clivage en son sein. Les fragments courts résultants - peptides - sont reconnus par le système immunitaire à l'aide de protéines situées à la surface des cellules dendritiques.

Une cellule dendritique présente des antigènes peptidiques à d'autres cellules du système immunitaire à l'aide des molécules du complexe principal d'histocompatibilité, le CMH, situé à sa surface, chez l'homme - HLA.

Les molécules de ces protéines sont en forme de fourche et sont divisées en deux groupes: classe I et classe II. Ils diffèrent par la structure et la nature de l'interaction avec l'antigène. Chaque protéine du CMH approche un antigène spécifique, comme une clé de château, et le lie en raison de la complémentarité structurelle.

Les cellules dendritiques sont très similaires aux anticorps, à savoir ils capturent et présentent l'antigène même lorsque sa concentration est «négligeable». Pendant le traitement de l’antigène dans la cellule dendritique, c’est-à-dire sa scission afin de présenter au système immunitaire, ils se déplacent avec le flux de sang et avec la lymphe dans les ganglions lymphatiques. Ils y atteignent leur pleine maturité et présentent des antigènes peptidiques associés aux protéines du CMH avec des lymphocytes T auxiliaires «non formés» qui n’ont pas encore rencontré d’antigènes.

Ayant ainsi appris à reconnaître un antigène spécifique, les T-helpers stimulent les lymphocytes B et produisent des anticorps par l'intermédiaire du stade d'un plasmocyte - des protéines appelées immunoglobulines. Ces protéines se lient et inactivent cet antigène.

Les cellules dendritiques et auxiliaires activent également les lymphocytes T cytotoxiques, c.-à-d. Les tueurs T sont des cellules tueuses qui détruisent les cellules infectées par le virus, ainsi que les cellules cancéreuses.

Certains des lymphocytes "formés" deviennent des cellules de mémoire immunologiques. De telles cellules peuvent vivre dans le corps pendant longtemps - pendant des années, et si l'antigène réapparaît dans le corps, elles le détectent et provoquent une réponse immunitaire qui détruit son porteur.

Les cellules dendritiques induisent deux types de réponse immunitaire dans le corps: humorale, c'est-à-dire anticorps et cellules, c'est-à-dire cellules - T-tueurs.

Le type de réponse dépend principalement des cellules dendritiques qui signalent l’attaque et de la libération des cytokines qu’elles stimulent.

Les cytokines sont des protéines qui stimulent la formation et l'activation des lymphocytes T auxiliaires. Si un antigène exogène est entré dans le corps, des cytokines de type 2 sont nécessaires, ce qui provoque la synthèse d'anticorps. Pour les infections virales et la formation d'une cellule cancéreuse dans le corps, des cytokines de type 1 sont nécessaires, qui activent les lymphocytes T cytotoxiques pour les attaquer contre les virus et les cellules cancéreuses.

Une cellule cancéreuse synthétise des antigènes protéiques qui ne sont pas caractéristiques d'une cellule saine du même type. S'il était possible de créer des médicaments ou des vaccins ciblant uniquement ces protéines antigènes spécifiques de la tumeur, les cellules cancéreuses seraient détruites de manière sélective et les cellules normales ne seraient pas endommagées. Avec la radiothérapie et la pharmacothérapie, le cancer et les cellules normales sont affectés dans la même mesure et, surtout, le système immunitaire du patient est inhibé par les toxines protéiques des cellules cancéreuses.

Les cellules cancéreuses changent souvent en raison de l'instabilité du génome - la composition des protéines antigéniques change à la surface. Cela permet à ces cellules d'éviter l'exposition au système immunitaire provoquée par le vaccin. Si la synthèse d'un antigène protéique, pris comme base de la création d'un vaccin, s'arrête dans les cellules cancéreuses, le vaccin lui-même n'aura plus d'effet thérapeutique.

Les vaccins pour tuer les cellules cancéreuses à base de cellules dendritiques d'un patient sont de plus en plus utilisés dans le cancer, par exemple un vaccin à ADN. Certains scientifiques cherchent à simplifier ce processus en agissant sur les précurseurs des cellules dendritiques du corps du patient, en les stimulant pour qu'ils se différencient et induisent une réponse immunitaire contre les cellules cancéreuses. David H. Lynch a découvert une cytokine qui stimule la formation de cellules dendritiques chez des souris expérimentales. La transfection d'un gène d'une telle cytokine dans des cellules cancéreuses provoque la synthèse d'une grande quantité d'une cytokine dans celles-ci, activant des cellules dendritiques chez un patient, pour détruire les cellules cancéreuses. Ce peut être un puissant vaccin contre les cellules cancéreuses.

Préparation du vaccin PHK à base de cellules dendritiques

1. À partir des cellules cancéreuses du patient, l’ARNm est isolé. Quelques cellules cancéreuses suffisent pour cela. Ensuite, l'ARNm est reproduit artificiellement dans un laboratoire.

2. Les cellules dendritiques obtenues à partir de ce patient sont cultivées. Les cellules dendritiques sont saturées en y introduisant de l'ARNm, c'est-à-dire des copies du gène de la protéine antigène de la cellule cancéreuse. Ce gène dans la cellule elle-même provoque la synthèse d'un antigène protéique selon le schéma: ARNm - protéines. Ensuite, il est divisé, c'est-à-dire traitement en petits fragments. Dans les cellules dendritiques, l'ARNm peut être facilement introduit à l'aide d'un virus de la grippe neutralisé. De plus, dans des expériences de laboratoire, 90% des cellules dendritiques ont synthétisé une quantité importante d’antigènes protéiques.

Lorsque le vaccin est introduit dans le corps du patient, les cellules dendritiques modifiées reconnaissent facilement les cellules cancéreuses, stimulent les lymphocytes T cytotoxiques en une attaque massive, génèrent des anticorps contre les cellules cancéreuses et les détruisent de manière fiable.

Le vaccin Merix RNA ne sera disponible sur le marché qu'en 2006, sous réserve des tests et des conditions d'enregistrement en vigueur. Le cancer étant "une maladie très grave, si des résultats exceptionnels sont obtenus au cours des essais cliniques, ce processus peut être accéléré".

L’essai de cette technologie de vaccination chez les patients n’a pas encore commencé. Mais des essais cliniques d'innocuité du vaccin ont été effectués: 30 patients atteints de cancer de la prostate et du rein ont participé à l'étude.

Selon le Dr J. Vieweg, du centre médical de l'Université de Duke à l'Université des États-Unis d'Amérique, le vaccin a non seulement passé avec succès les tests de sécurité, mais a également entraîné un «léger ralentissement» du développement du cancer. Les chercheurs ne s'attendaient pas à un tel effet puisque seuls les patients dont les cellules cancéreuses ne répondaient pas aux méthodes de traitement traditionnelles étaient inclus dans les tests initiaux de vaccination. J. Vieweg a déclaré: "L'effet obtenu était très inattendu."

L'utilisation d'ARNm de cellules cancéreuses au lieu de protéines évite les problèmes décrits ci-dessus. L'ARNm est le composant principal de la cellule nécessaire à la synthèse des protéines dans les ribosomes. Travailler avec l'ARNm évite le problème

l'identification d'un antigène important sur une cellule cancéreuse, et puisque l'ARNm peut être reproduit artificiellement par PCR en laboratoire, quelques cellules cancéreuses provenant d'une tumeur retirée ou du matériel d'une biopsie tumorale suffisent à l'initialiser.

"Le point culminant est l'individualisation de cette méthode de destruction des cellules cancéreuses", a déclaré le Dr Isadore Pike, vice-président du département clinique. "En utilisant cette méthode, vous savez avec certitude que les chances de succès du traitement d'un patient particulier sont très élevées, car ce vaccin est spécifiquement conçu pour aider à soigner une personne spécifique."
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Vaccin à ARN - une nouvelle façon de rechercher et de détruire les cellules cancéreuses

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