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Vaccin à base de gène Tag7 pour tuer les cellules cancéreuses et prévenir leur apparition

Dans toute infection humaine, l'agent causal est une bactérie ou un virus provenant de l'extérieur. Une bactérie est un procaryote, et une cellule cancéreuse est une cellule de son corps et des eucaryotes. Ces différences nettes provoquent une réponse immunitaire de l'organisme contre les agents pathogènes: les lymphocytes B et T les reconnaissent par les protéines antigènes et les détruisent.

En cas d'infection répétée du corps, ces agents pathogènes seront immédiatement détruits, car le système immunitaire les a déjà «mémorisés». Le corps répond aux antigènes de l'agent pathogène plus rapidement et plus efficacement que la première fois.

Le système immunitaire de l’organisme est conçu pour maintenir le sien et éliminer l’étranger en réagissant non pas à une cellule, mais à ses protéines, des antigènes.

Mais la situation est complètement différente lorsque le cancer découle d'une cause interne au même organisme - une cellule cancéreuse issue d'une cellule normale.

Prof. S.L. Kiselev (2003) déclare: "... le système immunitaire est impuissant ici, car il ne fait pas la distinction entre les cellules cancéreuses? Alien?: Parce que ce sont leurs propres cellules, presque natives."

C. Venter (2000) explique ceci: «Le fait est que le signal concerne« l'étranger ». le système immunitaire reçoit des antigènes - des molécules spéciales situées à la surface de la cellule. Et depuis les antigènes sur les cellules cancéreuses

"leur propre, le corps ne reçoit pas un signal de danger et ne se déclenche pas une réponse immunitaire".

Un vaccin anticancéreux ne peut être efficace que lorsque les protéines marqueurs de la cellule cancéreuse sont des protéines antigènes. Il n’ya qu’une issue: il est nécessaire de modifier la surface de la cellule cancéreuse avec des protéines étrangères au système immunitaire du patient.

C’est-à-dire créer à la surface des cellules cancéreuses prélevées par biopsie du patient, un antigène protéique étranger. Ensuite, le système immunitaire du patient sera capable de reconnaître ces protéines antigènes comme étrangères. En agissant sur eux, le système immunitaire détruira leurs porteurs, c.-à-d. les cellules cancéreuses.

Mais cela signifie que nous allons déjà traiter le cancer et ce n’est pas facile, même avec l’aide d’un vaccin.

Il est connu que lorsqu'un gène est introduit dans une cellule, une protéine codée par le gène y sera synthétisée. Si cette protéine est une cytokine, une telle cellule cancéreuse provoquera la réponse des lymphocytes T et B du système immunitaire (G.P. Georgiev et al., 2003).

Souvent utilisée en pratique comme cytokine: GM-CSF - un stimulateur de la formation de colonies de granulocytes et de macrophages, ainsi que d'IL-2, d'IL-12, etc.

Sous l'influence d'une cytokine, une cellule cancéreuse est attaquée par des cellules présentatrices d'antigène - cellules dendritiques, macrophages et lymphocytes B. Une telle cellule capture l’antigène protéique et le clive en fragments peptidiques qui se lient dans la cellule aux molécules HLA de classe I et apparaissent aux cellules T. Après avoir «appris» à reconnaître les antigènes des cellules cancéreuses, ils deviennent des lymphocytes T cytotoxiques et les attaquent détruisent les cellules cancéreuses.

Tout d'abord, un fragment de la tumeur est prélevé par biopsie de la tumeur. Une colonie de cellules cancéreuses est développée à partir de ses cellules sur un milieu nutritif. Par transfection, un gène codant pour cette cytokine est introduit dans ces cellules avec un promoteur qui régule l'expression de ce gène. Ensuite, ces cellules cancéreuses modifiées sont irradiées et réinjectées dans le corps du patient. Dans le corps, ils synthétisent une cytokine et les lymphocytes T cytotoxiques détectent les cellules cancéreuses, y compris les cellules métastatiques, sur les protéines antigéniques et les détruisent.

Prof. S.L. Kiselev et son groupe dirigé par Acad. G.P. Georgieva (1998) a découvert le "gène tag7" pour la première fois chez une personne qui code pour la protéine Tag-7, l'a clonée, a étudié la structure et la structure de sa protéine. C'est un nouveau gène et une nouvelle protéine.

Ce qui suit a été connu concernant ce gène et son produit, la protéine Tag7.

1. Dans la grande majorité des cellules cancéreuses de types différents, le gène n’est pas exprimé, c.-à-d. son ARNm ne fait pas partie des ARNm de ces cellules cancéreuses. En d'autres termes, ce gène est «non lié» à l'apparition de tout type de cellule cancéreuse.

2. Le gène est exprimé dans divers types de lymphocytes "et sa protéine, Tag7, n'est formée que dans une partie de ces cellules" et est principalement localisée sur la membrane externe des cellules.

3. La protéine du gène est détectée dans différentes cellules - macrophages et autres types de cellules "dans des zones situées à la frontière avec l'environnement qui entoure le corps".

4. La protéine du gène est absente dans la plupart des cellules cancéreuses, mais elle est présente dans les cellules du stroma tumoral, ainsi que dans l'espace intercellulaire, à savoir c'est une protéine sécrétée dans l'environnement.

Une étude des propriétés du produit protéique du gène tag7 a révélé ce qui suit:

1) L'incubation de différents types de cellules cancéreuses avec un milieu de culture contenant la protéine Tag7 a montré que cette protéine est toxique pour les cellules cancéreuses: une partie importante des cellules cibles subit une apoptose, "une telle mort cellulaire sous l'influence de Tag7" atteint son maximum après 6 heures.

2) La cytotoxicité élevée de la protéine Tag7 rend difficile son travail.

Lors de la transfection de cellules normales en culture avec le gène tag7 avec un promoteur dans le cas de leur synthèse d'une grande quantité de protéine Tag7, ces cellules en sont bientôt mortes. Seules les cellules présentant un faible niveau de synthèse protéique sont capables de vivre normalement en culture.

3) Suppression de la croissance tumorale lors de l'expression par les cellules du gène tag7 introduit dans celles-ci.

Deux groupes de cellules cancéreuses ont été sélectionnés: le groupe témoin sans modification avec le gène tag7 et l'autre groupe avec modification avec ce gène sous le contrôle du promoteur.

Les cellules cancéreuses ont été greffées par voie sous-cutanée dans la région de la cuisse avec des souris isogéniques. Les tumeurs sont apparues dans le groupe témoin, elles ont rapidement grandi et, après 1-1,5 mois, les souris sont mortes.

Les tumeurs provenant de cellules cancéreuses modifiées "se sont développées plusieurs fois plus lentement et, même après quatre mois, elles n’atteignaient pas la taille des tumeurs du groupe témoin qu’elles avaient un mois plus tard". En outre, chez "la plupart des souris de ce groupe, les tumeurs se sont résolues après de plus longues périodes".

La nature de la croissance tumorale a également changé. Deux semaines plus tard, la nécrose apparaissait dans les tumeurs témoins et, dans les tumeurs, à partir des cellules synthétisant Tag7, il n'y avait pas de nécrose.

En utilisant des anticorps contre Tag7, les scientifiques ont découvert que "la suppression de la croissance tumorale est directement liée à la formation de la protéine Tag7".

4) Inhibition de la croissance d'une tumeur non modifiée chez des souris avec des cellules cancéreuses du gène tag7 transfectées. Pour cela, des cellules cancéreuses transfectées avec le gène tag7 ont été inoculées dans une cuisse de souris et des cellules tumorales non modifiées «qui ont servi de modèle de métastase» dans l'autre cuisse.

Et dans ce cas, les cellules cancéreuses modifiées ont inhibé la croissance d’une tumeur lointaine non modifiée. Le degré de suppression de la croissance tumorale allait de "suppression presque complète à effet modéré".

Lorsque des cellules cancéreuses non modifiées ont été introduites dans l'animal à proximité des cellules cancéreuses transfectées par tag7 greffé, la croissance tumorale de ces cellules a été inhibée. Dans le même temps, le nombre de cellules en division dans les cellules cancéreuses a fortement diminué et l'apoptose s'est produite dans de nombreuses cellules cancéreuses. Après quelques mois, les tumeurs ont été résorbées en raison de l'apoptose et les tumeurs sans avoir introduit le gène tag7 dans ses cellules ont rapidement grandi et l'animal est mort en un mois.

5) Le rôle du gène tag7 dans la protection contre les cellules cancéreuses.

Les lymphocytes T cytotoxiques reconnaissent les cellules cancéreuses dans le corps de l'animal par la présence de la protéine étrangère Tag7 sur la cellule cancéreuse et les attaquent.

Lors du contact de tels lymphocytes T cytotoxiques activés avec des cellules cancéreuses, ils sécrètent des protéines toxiques qui provoquent l'apoptose dans les cellules cancéreuses.

Les protéines toxiques sont présentes dans le milieu en très petites quantités, parmi lesquelles la protéine Tag7 a été trouvée. Les anticorps contre la protéine Tag7 ont supprimé la toxicité de 90%.
Il est donc clair que la toxicité est causée principalement par les protéines

Tag7 sécrété par les lymphocytes T cytotoxiques.

6) Action prophylactique de cellules cancéreuses non viables synthétisant la protéine Tag7.

Pour cela, des cellules de mélanome de souris ont été utilisées, le gène tag7 n'y est pas exprimé.

Un groupe de souris a été immunisé avec des cellules de mélanome dans lesquelles le gène tag7 n'a pas été introduit. Un autre groupe de souris a été immunisé avec des cellules de mélanome dans lesquelles le gène tag7 avec le promoteur a été introduit en utilisant des liposomes. De telles cellules expriment le gène pendant plusieurs jours, puis meurent généralement. Une semaine plus tard, des souris des deux groupes ont été inoculées par voie sous-cutanée avec des cellules de mélanome murin.

La vaccination avec des cellules de mélanome non modifiées "n'a eu aucun effet sur la croissance d'un mélanome inoculé chez un animal". Mais la croissance du mélanome greffé par de telles cellules chez des souris immunisées avec des cellules de mélanome modifiées a été fortement inhibée: "chez certaines souris, les tumeurs provenant de ces cellules ne se sont pas développées du tout, alors que chez d'autres, la croissance du mélanome a été ralentie".

Pour un contrôle supplémentaire, les scientifiques ont également modifié les cellules de mélanome en y introduisant le gène de la cytokine la plus efficace, qui stimule la formation de colonies de granulocytes et de macrophages, c.-à-d. GM-CSF.

Il s'est avéré que l'effet prophylactique de la protéine Tag7 était encore plus fort que celui du GM-CSF.

Les résultats de l'étude du gène tag7 et des propriétés de son produit, la protéine Tag7, ont permis aux scientifiques de créer un vaccin à ADN pour le traitement du cancer basé sur le gène. Ceci a été minutieusement testé dans le traitement du cancer dans des expériences sur des souris. Voici ses principales étapes.

1. Des cellules cancéreuses sont injectées par voie sous-cutanée à des souris. De ceux-ci, le cancer survient. Sans traitement, ces souris meurent du cancer après quelques semaines.

2. Le gène tag7, avec le promoteur, est introduit dans de telles cellules cancéreuses par transfection en culture. Pour cela, le gène tag7 est ajouté au milieu nutritif ou introduit sous forme de liposomes, ou des cellules sont infectées avec un virus contenant ce gène avec un promoteur; les cellules modifiées sont irradiées pour inactiver la reproduction - il s'agit d'un vaccin à ADN.

3. Les souris atteintes d'un cancer sont vaccinées par voie sous-cutanée avec une injection de vaccin. Les cellules de vaccin produisent la protéine Tag7. Cette protéine antigénique apparaît à la surface des cellules cancéreuses. Étant donné que cette protéine est étrangère à l'organisme de la souris, le système immunitaire reconnaît cette protéine et produit une réponse à celle-ci et aux cellules cancéreuses - transporteurs de la protéine, en les détruisant. La réponse immunitaire sera sous forme d'anticorps via l'activation des lymphocytes B et la production de lymphocytes T cytotoxiques.

L'introduction d'un tel vaccin, dont les cellules cancéreuses synthétisent la cytokine Tag7, active non seulement le système immunitaire de la souris, mais l'oblige également à attaquer les cellules cancéreuses de manière ciblée. Cela entraîne une suppression de la croissance du cancer chez la souris: dans de nombreux cas, les tumeurs se dissolvent en raison de l'apoptose des cellules cancéreuses sous l'effet toxique des cellules de la protéine Tag7. Les souris développent une immunité contre le type de cellule cancéreuse faisant partie du vaccin. La revaccination des cellules cancéreuses contre lesquelles le vaccin a été utilisé entraîne leur rejet. Mais "dans le cas de la vaccination de cellules cancéreuses, d'un autre type, il n'y a pas de protection."

Cette méthode de traitement du cancer et de prévention de la récurrence du cancer lors d'expériences sur des souris a donné de très bons résultats, ce qui a permis son utilisation en pratique clinique. Dans le même temps, les scientifiques estiment qu'il est important de développer des méthodes permettant d'introduire le gène tag7 ou sa protéine "directement dans la tumeur, en contournant le stade de travail avec des cellules cancéreuses en dehors du corps". Pour cela, différents moyens de libération peuvent être utilisés - liposomes, virus, etc. (Fig. 1).

Fig. 1

Schéma de thérapie de vaccin génique contre le cancer

(Fig. Et cit. De: G. P. Georgiev et al., 2003).

«Un progrès décisif dans le traitement du cancer», est le titre d'un article sur Internet sur le début des essais cliniques du premier vaccin contre le cancer mis au point dans la Fédération de Russie sur la base du «gène tag7», ouvert par un groupe de scientifiques dirigé par Acad. G.P. Georgiev. Étant donné que le contenu de l'article est présenté brièvement, nous le citons presque textuellement.

"Un vaccin obtenu par génie génétique génère une immunité contre un type spécifique de tumeur."

«Nous ne parlons pas de vaccinations préventives pour les personnes en bonne santé. Le vaccin peut détruire une tumeur déjà présente dans le corps, ainsi qu’empêcher sa réapparition et l’apparition de métastases, c.-à-d. la propagation des cellules cancéreuses dans tout le corps chez les patients subissant une intervention chirurgicale pour enlever la tumeur. La première phase d'essais cliniques en cours au Centre d'oncologie de l'Académie des sciences médicales de Russie devrait montrer que ces vaccins sont au moins sûrs. Des résultats encourageants ont déjà été obtenus dans le traitement du mélanome, un type de cancer de la peau. En fait, il s'agit des premières expériences cliniques dans notre pays sur la thérapie génique, menées en Europe et aux États-Unis depuis plusieurs années.

Le vaccin mis au point à l'Institut de biologie génique de l'Académie des sciences de Russie repose sur la modification génétique des cellules tumorales. Les scientifiques ont découvert et ensuite cloné le gène de la protéine Tag7, qui peut détruire les cellules cancéreuses. Dans un corps en bonne santé, de telles protéines doivent être produites par les cellules du système immunitaire - les lymphocytes - en réponse à l'ingestion de cellules étrangères, y compris de cellules cancéreuses. Cependant, le corps accepte parfois les cellules cancéreuses comme siennes et la réponse immunitaire conçue pour les détruire ne se développe pas.

C'est cette erreur que le vaccin corrige. Pour réaliser la réaction de l'organisme affecté, un morceau de tissu tumoral est prélevé, le gène de la protéine tueuse y est introduit, puis ce tissu est renvoyé dans le corps humain. En conséquence, le système immunitaire est? Étudier? reconnaître et tuer les cellules cancéreuses, d'abord dans un endroit particulier, puis dans tout le corps.

Des expériences préliminaires sur des animaux ont montré que l’immunité à un certain type de cancer, sous l’influence d’un vaccin, existe dans 70% des cas. Chez les animaux retirés chirurgicalement, la tumeur a réapparu trois à quatre fois moins souvent.

Pour? La reproduction? les cellules génétiquement modifiées dans un tissu tumoral retiré du corps prennent 2-3 mois. Afin de ne pas perdre un temps précieux pour un patient cancéreux, il est possible de greffer un tissu avec des cellules modifiées précédemment obtenues d'un autre patient. Maintenant, le centre d'oncologie a commencé la création d'une "banque de données". cellules tumorales de mélanome modifiées, qui permettront à chaque patient de sélectionner un tissu compatible avec son corps. "

Dans le cadre de cet objectif, le prof. S.L. Kiselev (2003) déclare: «Ce problème pourrait être résolu si les tumeurs de différents patients contenaient les mêmes protéines, que le système immunitaire percevait comme étrangères et détruites avec les tumeurs. Et les scientifiques ont trouvé de telles protéines en examinant un grand nombre de patients - les mêmes marqueurs, les antigènes tumoraux.

Il s'est avéré que «contrairement aux cellules cancéreuses elles-mêmes, qui sont propres à chaque patient, les marqueurs sont les mêmes chez 70% des patients. Cela signifie que le système immunitaire de ces patients, activé par le vaccin, répondra aux marqueurs de la même manière. "

«Il est vrai que nous ne parlons pas d’une panacée universelle pour tous les types de cancer», déclare le scientifique. "Oui, évidemment, c'est impossible: contrairement à d'autres maladies, cette maladie est diverse et chaque type a ses propres caractéristiques."

Actuellement, deux schémas de vaccination contre le cancer sont utilisés: 1) autologue, c.-à-d. le patient se voit injecter ses propres cellules cancéreuses génétiquement modifiées à l'aide du gène tag7, et 2) allogénique, c'est-à-dire ils n'utilisent pas les leurs, mais des cellules cancéreuses modifiées portant le gène tag7 provenant d'autres patients qui ont déjà reçu ce vaccin.
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Vaccin à base de gène Tag7 pour tuer les cellules cancéreuses et prévenir leur apparition

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