Om kanker te bestrijden, onderzoekers gebruiken steeds vaker vaccins die het immuunsysteem stimuleren om tumorcellen te identificeren en te vernietigen. Echter, de gewenste immuunrespons is niet altijd gegarandeerd. Om de werkzaamheid van vaccins op het immuunsysteem, en in het bijzonder op T-lymfocyten, te versterken, gespecialiseerd in de detectie van kankercellen - onderzoekers van de universiteiten van Genève (UNIGE), Freiburg (UNIFR), München, en Bayreuth, in samenwerking met het Duitse bedrijf AMSilk, hebben spinachtige microcapsules ontwikkeld die het vaccin rechtstreeks in het hart van immuuncellen kunnen afleveren. Dit proces, gepubliceerd in het tijdschrift Biomaterialen , kan ook worden toegepast op preventieve vaccins ter bescherming tegen infectieziekten, en vormt een belangrijke stap op weg naar vaccins die stabiel zijn, makkelijk te gebruiken, en bestand tegen de meest extreme opslagomstandigheden.

Ons immuunsysteem is grotendeels gebaseerd op twee soorten cellen:B-lymfocyten, die de antilichamen produceren die nodig zijn om zich tegen verschillende infecties te verdedigen, en T-lymfocyten. In het geval van kanker en bepaalde infectieziekten zoals tuberculose, T-lymfocyten moeten worden gestimuleerd. Echter, hun activeringsmechanisme is complexer dan dat van B-lymfocyten:om een ​​reactie op te wekken, het is noodzakelijk om een ​​peptide te gebruiken, een klein stukje eiwit dat, indien alleen geïnjecteerd, wordt snel afgebroken door het lichaam, zelfs voordat het zijn doel heeft bereikt.

"Om immunotherapeutische geneesmiddelen te ontwikkelen die effectief zijn tegen kanker, het is essentieel om een ​​significante respons van T-lymfocyten te genereren, " zegt professor Carole Bourquin, een specialist in antitumor-immunotherapieën aan de faculteiten geneeskunde en wetenschap van de UNIGE, die dit werk regisseerde. "Aangezien de huidige vaccins slechts een beperkte werking hebben op T-cellen, het is van cruciaal belang om andere vaccinatieprocedures te ontwikkelen om dit probleem op te lossen."

Een vrijwel onverwoestbare capsule

Wetenschappers gebruikten synthetische biopolymeren van spinzijde - een lichtgewicht, biocompatibel, niet-giftig materiaal dat zeer goed bestand is tegen degradatie door licht en warmte.

"We hebben deze speciale zijde in het laboratorium opnieuw gemaakt om een ​​peptide met vaccineigenschappen in te voegen, " legt Thomas Scheibel uit, een wereldspecialist van spinnenzijde van de Universiteit van Bayreuth die deelnam aan het onderzoek. "De resulterende eiwitketens worden vervolgens uitgezouten om injecteerbare microdeeltjes te vormen."

Microdeeltjes van zijde vormen een transportcapsule die het vaccinpeptide beschermt tegen snelle afbraak in het lichaam, en levert het peptide aan het centrum van de lymfekliercellen, waardoor de immuunresponsen van T-lymfocyten aanzienlijk worden verhoogd. "Onze studie heeft de validiteit van onze techniek bewezen, " onthult Carole Bourquin. "We hebben de effectiviteit aangetoond van een nieuwe vaccinatiestrategie die extreem stabiel is, gemakkelijk te produceren en gemakkelijk aanpasbaar."

Naar een nieuw vaccinmodel

De synthetische zijde biopolymeerdeeltjes vertonen een hoge weerstand tegen hitte, enkele uren bestand tegen meer dan 100°C zonder schade. In theorie, dit proces zou het mogelijk maken om vaccins te ontwikkelen die geen hulpstoffen en koudeketens nodig hebben. Een onmiskenbaar voordeel, vooral in ontwikkelingslanden waar een van de grote problemen het bewaren van vaccins is. Een van de beperkingen van dit proces, echter, is de grootte van de microdeeltjes:hoewel het concept in principe van toepassing is op elk peptide, die allemaal klein genoeg zijn om te worden opgenomen in zijde-eiwitten, verder onderzoek is nodig om te zien of het ook mogelijk is om de grotere antigenen die in standaardvaccins worden gebruikt, op te nemen, vooral tegen virale ziekten.

"Meer en meer, wetenschappers proberen de natuur te imiteren in wat ze het beste kan, ", vult Scheibel aan. "Deze aanpak heeft zelfs een naam:bio-inspiratie, dat is precies wat we hier hebben gedaan." De eigenschappen van spinzijde maken het een bijzonder interessant product:biocompatibel, stevig, dun, biologisch afbreekbaar, bestand tegen extreme omstandigheden en zelfs antibacterieel, men kan zich meerdere toepassingen voorstellen, inclusief wondverband of hechtingen.