MIT optimiert Nanopartikel für Krebsimpfstoffe

MIT-Forschende haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sich steuern lässt, wie dicht Antigene auf einem virusbasierten Nanopartikel angeordnet sind. Antigene sind molekulare Merkmale, die das Immunsystem zu erkennen lernen kann. Die Idee: Der Partikel soll Zielstrukturen von Tumorzellen präsentieren und dem Immunsystem so helfen, eine Reaktion gegen diese Zellen zu richten. Als Gerüst dient der Bakteriophage M13, dessen Proteinhülle einen langen, dünnen Faden bildet. [1]

Durch genetische Veränderungen konnten die Forschenden beeinflussen, welcher Anteil der Oberflächenproteine ein Antigen trug. MIT zufolge ließen sich mit dem Modellantigen SIINFEKL Partikel mit Dichten von etwa 6 bis 70 Prozent herstellen. In den zentralen Tierversuchen wurde jedoch nicht diese gesamte Spanne untersucht: Dort verglich das Team Formulierungen mit ungefähr 6 beziehungsweise 35 Prozent. Letztere bot einen besseren Schutz. [1]

Um das Ergebnis einzuordnen, ist die Reihenfolge der Versuchsschritte wichtig. Die Mäuse wurden zunächst geimpft und erhielten danach Injektionen mit Tumorzellen. Damit wird geprüft, ob ein vorbereitetes Immunsystem einer späteren Tumorzellinjektion widerstehen kann – nicht, ob der Impfstoff spontan entstehenden Krebs verhindert oder einen bereits vorhandenen Tumor behandelt. [1][2]

In einem Versuch wurden Melanomzellen verwendet, die so verändert worden waren, dass sie SIINFEKL trugen. Laut MIT entwickelten die Mäuse, die die antigenreichere Formulierung erhalten hatten, seltener Tumoren und bildeten mehr T-Zellen, die sich gegen dasselbe Antigen richteten. Die Forschenden beobachteten außerdem, dass dendritische Zellen, die bei der Aktivierung von T-Zellen helfen, die Partikel mit höherer Dichte leichter aufnahmen. Das könnte den Unterschied in der Immunantwort teilweise erklären. [1]

Anschließend wechselte das Team zu ADPGK, einer tumorspezifischen Zielstruktur in einem Mausmodell mit Dickdarmkrebszellen. Auch dort wirkte die antigenreichere Formulierung besser. Laut The Brighter Side of News, das über dieselbe Studie berichtet, wuchsen die Tumoren langsamer, nachdem die Krebszellen unter die Haut injiziert worden waren. Es handelte sich also um ein Modell mit Dickdarmkrebszellen, nicht um einen Versuch, bei dem Mäuse spontan Darmkrebs entwickelten. [1][2]

Eine entscheidende methodische Frage bleibt allerdings offen: Eine dichtere Anordnung bedeutete zugleich mehr Antigen insgesamt. The Brighter Side of News berichtet, dass die Mäuse gleich viele Partikel erhielten, die Antigendosis im Melanomversuch aber bei der weniger dichten Formulierung 1,5 Mikrogramm und bei der dichteren 8,5 Mikrogramm betrug. Der Vergleich zeigt daher, dass die dichteren, antigenreicheren Formulierungen unter den Versuchsbedingungen besser wirkten. Er klärt nicht, wie viel der Verbesserung auf den Abstand zwischen den Antigenen selbst und wie viel auf die höhere Dosis zurückging. [2]

Auch ist die höchstmögliche Dichte nicht zwangsläufig die beste Wahl. Demselben Bericht zufolge lieferte die höchste Dichte bei der Herstellung deutlich weniger Partikel. Eine genetische Veränderung, die die Dichte auf rund 35 Prozent senkte, verbesserte die Ausbeute. Bei der weiteren Entwicklung muss die Immunantwort also dagegen abgewogen werden, wie gut sich die Partikel herstellen lassen. [2]

Der Bezug zu personalisierten Krebsimpfstoffen liegt darin, dass sich die Antigene austauschen lassen, während die Grundplattform erhalten bleibt. Die Forschenden stellen sich vor, diese an Zielstrukturen im Tumor eines einzelnen Patienten anpassen zu können. Eine solche Behandlung für Menschen wurde in den vorliegenden Versuchen nicht entwickelt. [1][2]

Für dieses Ziel ist als Nächstes entscheidend zu prüfen, ob gerade die neue Gestaltung den Angriff auf bereits bestehende Tumoren verbessern kann und ob weitere Tumorantigene auf der Plattform ebenso gut funktionieren. Ein besserer Schutz vor der Injektion von Tumorzellen beantwortet diese Fragen nicht. [1][2]