Forskere på DTU arbejder med helt ny form for kræftvaccine

Vi har i de seneste to år talt rigtig meget om vacciner, nemlig vaccinerne mod COVID-19, som formentlig globalt har reddet rigtig mange menneskeliv.

Vi har ændret på den måde, som vi laver vaccinen på, så den forhåbentlig kan danne basis for et bedre immunrespons end de tidligere forsøg på at lave lignende vacciner

Mads Hartvig Clausen, professor, DTU Kemi

Men faktisk vil en helt anden type af vacciner kunne redde endnu flere menneskeliv, og det er vacciner mod kræft.

Der findes i dag kun ganske få vacciner, der beskytter mod kræft, men forskere fra Danmarks Tekniske Universitet (DTU) arbejder lige nu på at udvikle netop en kræftvaccine, der ikke bare beskytter mod én type af kræft, men mod mange.

Vaccinen er baseret på tanken om at lære immunforsvaret at genkende specifikke molekyler, der kun findes på overfladen af kræftceller.

»Vi er ikke de første til at tænke i at udvikle en kræftvaccine, og vi er heller ikke de første til at forske i en kræftvaccine mod netop disse mål på kræftceller. Men vi har ændret på den måde, som vi laver vaccinen på, så den forhåbentlig kan danne basis for et bedre immunrespons end de tidligere forsøg på at lave lignende vacciner,« fortæller en af de forskere, som har været med til at udvikle vaccinen, professor Mads Hartvig Clausen fra DTU Kemi.

Vaccine rammer kulhydrater på overfladen af kræftceller

Kernen i den vaccine, som Mads Hartvig Clausen sammen med kollegaen postdoc Cecilia Romanò er i færd med at udvikle, er det faktum, at der på overfladen af kræftceller sidder nogle kulhydrater, der er specifikke for netop kræftceller.

Disse kulhydrater er derfor oplagte mål for en kræftvaccine, for hvis man med en vaccine kan lære immunforsvaret at genkende kulhydraterne, vil kroppen selv kunne tage sig af enhver kræftcelle, så snart kræftcellen opstår og præsenterer de kræftspecifikke kulhydrater på celleoverfladen.

De specifikke kulhydrater hedder ‘tumor associated carbohydrate antigens’ (TACA), og det er netop dem, som forskerne fra DTU har udviklet en vaccine til at lære immunforsvaret at genkende.

Mads Hartvig Clausen og Cecilia Romanò har specifikt udvalgt TACA’er, der typisk sidder på overfladen af kræftceller forbundet med modermærkekræft, neuroblastom og småcellet lungekræft. Disse TACA’er hedder gangliosider.

»Selvom gangliosiderne kun findes i meget små mængder på overfladen af kræftceller, kan vi fremstille dem kunstigt og i store mængder i laboratoriet. Ved at injicere dem i en person er det sigtet, at disse laboratoriefremstillede kulhydrater skal få immunforsvaret til at danne antistoffer mod gangliosiderne og senere hen angribe de celler, som har dem på overfladen,« forklarer Mads Hartvig Clausen.

Klistrede vaccine på lipid for at få immunforsvaret til at genkende den

Andre forskere end Mads Hartvig Clausen og Cecilia Romanò har forsøgt at lave en vaccine, som lærer immunforsvaret at genkende TACA’er og også gangliosider.

Vi vil gerne lave et proof-of-concept, hvor vi kan vise, at vores tilgang til at lave en kræftvaccine er fornuftig og kan skabe det immunrespons

Mads Hartvig Clausen, professor, DTU Kemi

Problemet har dog været, og er det stadig, at kulhydrater sjældent er gode antigener og dermed ikke genererer et godt immunrespons. Det er også årsagen til, at blandt andet virus og bakterier ofte klistrer kulhydrater på deres overflader, så de på den måde går under immunforsvarets radar.

For at komme omkring det problem har forskere førhen forsøgt sig med at sætte TACA’erne på proteiner, så immunforsvaret genkender proteinerne og derved også i teorien opbygger et forsvar mod de TACA’er, som sidder på proteinerne.

Den tilgang har dog vist sig ikke at være særlig god, fordi det kan være forbundet med en masse bivirkninger, når immunforsvaret laver en masse antistoffer mod et protein og ikke specifikt TACA’erne.

I stedet har forskerne fra DTU gjort det, at de har knyttet deres kunstigt fremstillede gangliosider til et glykolipid, α-galactosylceramide, der ligesom proteiner er særligt godt til at stimulere immunforsvaret til at stable et respons på benene, men med færre potentielle komplikationer.

Det er dog ikke den eneste fordel.

»Vores forskning har også vist, at kroppen etablerer et stærkere immunrespons, når vores kunstige gangliosider er koblet sammen med α-galactosylceramide fremfor, at de to stoffer gives hver for sig,« siger Mads Hartvig Clausen.

Flere forsøg skal bringe vaccinen tættere på markedet

I tillæg til fusionsmolekylet af kunstige gangliosider og α-galactosylceramide har forskerne formuleret deres immunaktiverende molekyle i liposomer, som hjælper antigenet med at blive optaget i kroppen og genkendt af immunforsvaret.

Den samlede formulering har forskerne testet i både celleforsøg og forsøg med mus. Begge forsøg har vist, at immunforsvaret producerer de nødvendige antistoffer på et senere tidspunkt at kunne beskytte mod kræft.

De positive resultater har fået forskerne til at lægge en plan for, hvordan de næste års forsøg skal forløbe, for at vaccinen kan komme skridtet videre fra laboratoriet til mennesker:

• For det første er forskerne ved at udvikle flere antigener, der kan benyttes i vacciner mod forskellige former for kræft. Gangliosiderne er blot de første TACAer, som forskerne vil målrette vacciner imod.

• For det andet har forskerne planer om flere forsøg i celler, der kan give et større indblik i mekanismen bag, at vaccinen giver det ønskede respons. Disse forsøg bliver lavet på både celler fra dyr og mennesker.

• Det næste forsøg med dyr kommer til at være med mus med kræft, som forskerne vil prøve at kurere eller i hvert fald reducere tumorstørrelsen hos ved at få immunforsvaret til at producere en masse antistoffer til at bekæmpe kræften.

• Desuden har forskerne fokus på, hvordan de kan udstikke en retning, der vil positionere kræftvaccinen til at blive kommercielt attraktiv.

»Det er en rimelig stringent plan, hvor vi forfølger forskellige spor. Først og fremmest vil vi gerne lave et proof-of-concept, hvor vi kan vise, at vores tilgang til at lave en kræftvaccine er fornuftig og kan skabe det immunrespons, som er nødvendigt for at beskytte mod kræft,« forklarer Mads Hartvig Clausen.

Mads Hartvig Clausen uddyber, at han ikke forestiller sig en vaccine, som skal gives til et bredt udsnit af befolkningen, men i stedet en vaccine, der enten kan beskytte risikopersoner, eksempelvis personer med genetisk disponering for den ene eller anden form for kræft, eller bruges terapeutisk til eksempelvis at beskytte personer med kræft mod tilbagefald.