Wetenschappers ontwikkelen unieke immuuncellen om een effectief kankervaccin te creëren

In een nieuw onderzoek, gepubliceerd in Cancer Immunology Research, hebben wetenschappers van de Icahn School of Medicine op Mount Sinai een nieuwe methode ontwikkeld om miljarden zeldzame immuuncellen te genereren, die bekend staan als conventionele dendritische cellen type I (cDC1). Dit opent mogelijk de weg naar een nieuwe klasse kant-en-klare cellulaire kankervaccins.

Deze dendritische cellen spelen een sleutelrol bij het opwekken en in stand houden van de immuunrespons tegen tumoren. Ze zijn extreem zeldzaam in het menselijk lichaam en moeilijk in grote hoeveelheden te isoleren. Een nieuw serumvrij kweeksysteem, ontwikkeld door het Mount Sinai-team, maakt het mogelijk om bijna 3 miljard functionele cDC1's te produceren uit slechts 1 miljoen navelstrengbloed-afgeleide hematopoëtische stamcellen (HSC's), een prestatie die nog nooit eerder is bereikt.

"Dit is een belangrijke stap in de richting van universele celgebaseerde kankervaccins", aldus hoofdauteur van de studie Nina Bhardwanj, MD, PhD, Ward-Coleman Chair in Cancer Research en directeur van het Vaccine and Cellular Therapy Laboratory aan de Icahn School of Medicine van Mount Sinai.
"Conventionele dendritische cellen van type I zijn essentieel voor het mobiliseren van het immuunsysteem om kanker te bestrijden, maar ze waren vrijwel onmogelijk te produceren op de schaal die nodig is voor klinisch gebruik. Nu hebben we die hindernis overwonnen."

In tegenstelling tot andere soorten dendritische cellen hebben cDC1's het unieke vermogen om tumorantigenen te kruisen, een belangrijk mechanisme voor de activering van kankerbestrijdende T-cellen. Hun aanwezigheid in tumoren is sterk geassocieerd met betere behandelresultaten en een succesvolle respons op immuuncheckpointremmers. Bij kankerpatiënten zijn het aantal cDC1's en hun functie echter vaak verminderd.

"Onze methode maakt niet alleen schaalbare productie van cDC1 mogelijk, maar behoudt ook hun vermogen om een krachtige antitumor-immuunrespons op te wekken in preklinische modellen", aldus Srikumar Balan, PhD, co-auteur van de studie en universitair hoofddocent aan de afdeling Hematologie en Medische Oncologie van de Icahn School of Medicine.
"Dit opent de deur naar de ontwikkeling van kant-en-klare celvaccins die nuttig kunnen zijn voor meerdere soorten kanker."

Het onderzoek, dat werd uitgevoerd in samenwerking met het Mather Research Institute in Brisbane, Australië, maakte gebruik van gehumaniseerde muismodellen om te testen of in het laboratorium gekweekte cDC1 kan functioneren als een kankervaccin.

Dit is het eerste voorbeeld van schaalbare productie van authentieke, functionele humane cDC1 met behulp van een serumvrij protocol. De onderzoekers waren in staat om bijna 3 miljard cDC1's te genereren uit slechts 1 miljoen uit navelstrengbloed afkomstige HSC's. Deze cellen behielden niet alleen hun identiteit en zuiverheid, maar vertoonden ook cruciale immuunfuncties – waaronder efficiënte antigeen-kruispresentatie en het vermogen om T-cellen te activeren – waardoor ze een zeer effectief vaccinplatform vormen. Deze cDC1 werden vervolgens in vivo getest in gehumaniseerde tumormodellen, waar ze het vermogen toonden om een sterke antitumor-immuunrespons op te wekken.

De implicaties van dit werk zijn breed. Ten eerste legt het de basis voor een nieuw type kankerimmunotherapie: een universeel, kant-en-klaar cellulair vaccin dat het eigen immuunsysteem van het lichaam inzet om kanker te bestrijden. Omdat cDC1's een centrale rol spelen bij het opwekken van een krachtige T-celrespons, zou deze aanpak de effectiviteit van bestaande behandelingen, zoals checkpointremmers, aanzienlijk kunnen verbeteren en kunnen worden aangepast voor gebruik bij diverse maligniteiten.

Ten tweede biedt de methode onderzoekers een ongekend hulpmiddel om de biologie van cDC1 te bestuderen bij zowel gezondheid als ziekte. Zo kunnen nieuwe aspecten van hun rol bij immuunbewaking en tumorresistentie worden ontdekt.

"Het gaat niet alleen om het opschalen van de celproductie", voegde Dr. Bhardwanj eraan toe.
"Het gaat om het transformeren van de manier waarop we immunotherapieën ontwikkelen: ze effectiever, toegankelijker en persoonlijker maken."