Ксеногенная противоопухолевая вакцина: исследование на мышах

Кратко об исследовании

Раково-тестикулярные антигены (РТА; англ. CTA) экспрессируются во многих злокачественных опухолях, тогда как в норме преимущественно встречаются в клетках семенника. Авторы проверили профилактическое действие клеточной вакцины из сперматогенной ткани барана на мышах C57BL/6. После трёх иммунизаций животным вводили клетки меланомы B16 или карциномы лёгкого Льюиса (LLC).

Что обнаружено

Возникал перекрёстный иммунный ответ на антигены B16 и LLC.
Ксеногенная, но не сингенная вакцинация увеличивала выживаемость.
После введения LLC выжили 30% вакцинированных мышей.
Защитный эффект сохранялся при введении опухолевых клеток через 3–6 месяцев.

Иммунные изменения

Снижалась доля регуляторных CD4+CD25+FoxP3+ T-клеток.
Повышалась концентрация IFN-γ.
Значимых изменений IL-10 не выявили.
Иммунитет удалось передать невакцинированным мышам с лимфоидными клетками.

Авторы рассматривают эти данные как первый шаг к созданию полиантигенной профилактической вакцины. Для вывода о применимости у человека необходимы дальнейшие доклинические исследования, оценка безопасности и клинические испытания.

Введение

Опухолевые клетки отличаются от нормальных антигенным составом поверхности. Это позволяет иммунной системе распознавать их и сдерживать опухолевый рост. Однако иммунная толерантность и иммуносупрессивные механизмы помогают опухоли избежать уничтожения, поэтому нужны способы усиления противоопухолевого иммунитета.

РТА занимают особое место среди опухолеассоциированных антигенов. В нормальных условиях они экспрессируются главным образом в иммунологически привилегированных тканях, таких как семенники и плацента, но патологически активируются при опухолях печени, молочной и поджелудочной желёз, лёгкого и толстой кишки. Их экспрессия связана с опухолевой прогрессией, что делает РТА перспективными мишенями иммунотерапии.

Эти антигены консервативны у разных видов, но небольшие межвидовые различия повышают иммуногенность ксеногенных РТА. Иммунная система воспринимает их как «изменённое своё» и может сформировать T-клеточный ответ, перекрёстно распознающий сходные опухолевые антигены. Большинство прежних вакцин было направлено на один или несколько антигенов. При высокой неоднородности опухоли такой подход оставляет шанс антиген-негативным клонам уйти от иммунной атаки.

Цель работы состояла в проверке ксеногенной корпускулярной вакцины из сперматогенной ткани барана, содержащей широкий спектр РТА. Исследователи предположили, что полиантигенный состав позволит воздействовать на разные опухолевые клоны и сформировать длительную перекрёстную защиту.

Материалы и методы

Исследование одобрено этическим комитетом НИИ фундаментальной и клинической иммунологии (протокол № 143 от 29 ноября 2023 года). Использовали самцов и самок мышей C57BL/6 в возрасте 4–6 месяцев массой 18–20 г. Все процедуры выполняли по законодательству РФ и Директиве ЕС 2010/63/EU о защите лабораторных животных.

Опухолевые модели и приготовление вакцин

Линии карциномы лёгкого Льюиса LLC и меланомы B16 получили из НМИЦ онкологии имени Н. Н. Блохина. Сперматогенную ткань барана отделяли от соединительнотканных оболочек, измельчали, промывали и мягко гомогенизировали в фосфатно-солевом буфере. Клетки фиксировали 1% параформальдегидом в течение 15 минут и трижды отмывали. Аналогично готовили клетки семенника мыши и клетки селезёнки барана.

Иммунизация и введение опухолевых клеток

Вакцинные клетки вводили внутримышечно по 5 × 10⁶ клеток на мышь трижды с интервалом семь дней. Сравнивали ксеногенные клетки семенника барана (xTC), сингенные клетки семенника мыши (sTC) и ксеногенные клетки селезёнки барана (xSC). Через 14 дней после последней иммунизации подкожно вводили по 10⁵ клеток LLC или B16 и ежедневно регистрировали выживаемость.

Иммунологические исследования

Пролиферативную реакцию клеток селезёнки на опухолевые антигены оценивали MTT-тестом после 72 часов культивирования. Доли CD4+CD25+FoxP3+ и CD4+CD44+CD62L+ клеток определяли проточной цитометрией, а концентрации IL-10 и IFN-γ в плазме — иммуноферментным анализом. Для адоптивного переноса невакцинированным мышам внутривенно вводили по 10⁷ клеток селезёнки или лимфатических узлов вакцинированных животных.

Статистика

В каждой опытной и контрольной группе было по 10 животных; представлены результаты как минимум двух одинаковых экспериментов. Использовали непараметрический критерий Манна—Уитни, метод Каплана—Майера и логранговый критерий Мантела—Кокса.

Результаты

Перекрёстный противоопухолевый иммунный ответ

После трёх иммунизаций xTC клетки селезёнки мышей сильнее реагировали на антигены карциномы LLC и меланомы B16. Выраженность реакции была сопоставима с ответом на антигены самой вакцины. У невакцинированных животных такой реакции не наблюдали.

Иммунный ответ клеток селезёнки мышей на антигены опухолей — Рисунок 1. Иммунный ответ клеток селезёнки мышей на опухолеассоциированные антигены через 14 дней после последней вакцинации. Жизнеспособность клеток оценивали MTT-тестом; * p < 0,05.Обозначения: control — контроль без лизата; B16 — лизат меланомы B16; LLC — лизат карциномы лёгкого Льюиса; x-TCs — ксеногенные клетки семенника; optical density — оптическая плотность.

Выживаемость и длительность защиты

Три профилактические иммунизации xTC статистически значимо увеличили выживаемость после введения B16 или LLC. Сингенные клетки семенника и обычные ксеногенные клетки селезёнки на выживаемость не влияли. В модели LLC 30% животных из группы xTC оставались живы весь шестимесячный период наблюдения.

Кривые выживаемости мышей с меланомой B16 и карциномой LLC — Рисунок 2. Выживаемость мышей с меланомой B16 (A) и карциномой LLC (B) после профилактической иммунизации. Опухолевые клетки вводили через 14 дней после последней вакцинации; n = 10; * p < 0,05; ** p < 0,01.Обозначения: survival — выживаемость; days — дни; control — невакцинированный контроль; sTCs — сингенные клетки семенника; xSCs — ксеногенные клетки селезёнки; xTCs — ксеногенные клетки семенника. Верхняя схема: три еженедельные иммунизации → 14 дней → введение B16 или LLC → оценка выживаемости.

При введении LLC через три или шесть месяцев после последней вакцинации выживаемость также была выше, чем в контроле. В группе с трёхмесячным интервалом выжили около 30% мышей. При шестимесячном интервале выживших к концу наблюдения не осталось, но продолжительность жизни всё равно была статистически значимо больше контрольной.

Выживаемость после введения LLC через три и шесть месяцев после вакцинации — Рисунок 3. Выживаемость вакцинированных мышей в зависимости от срока введения клеток LLC: через три или шесть месяцев после последней иммунизации; n = 10; p < 0,05.Обозначения: survival — выживаемость; days — дни; control — контроль; 3 months / 6 months — введение опухоли через 3 / 6 месяцев. Схема: вакцинация xTC → ожидание 3 или 6 месяцев → введение LLC → оценка выживаемости.

Адоптивный перенос иммунитета

Клетки селезёнки или лимфатических узлов, полученные через 14 дней после вакцинации, вводили интактным мышам. Через три дня реципиентам имплантировали LLC. Оба типа клеток увеличивали выживаемость: к 70-му дню без опухоли оставались примерно 20% получивших клетки лимфатических узлов и 50% получивших клетки селезёнки. Поэтому дальнейший анализ сосредоточили на селезёнке.

Адоптивный перенос противоопухолевого иммунитета клетками селезёнки и лимфатических узлов — Рисунок 4. Выживаемость после адоптивного переноса иммунитета. Невакцинированным мышам вводили по 10⁷ иммунных клеток, затем имплантировали LLC; n = 10; p < 0,01.Обозначения: survival — выживаемость; days — дни; control — контроль; spleen cells — клетки селезёнки; lymph node cells — клетки лимфатических узлов. Схема: вакцинация xTC → через 14 дней выделение лимфоидных клеток → перенос → через 3 дня введение LLC.

Регуляторные T-клетки и цитокины

Чтобы приблизить модель к ситуации, когда опухолевые клетки уже присутствуют в организме, мышам вводили LLC через 14 дней после вакцинации и ещё через 14 дней исследовали селезёнку и кровь. Вакцинация xTC снижала долю регуляторных CD4+CD25+FoxP3+ T-клеток, но не меняла долю центральных T-клеток памяти CD4+CD44+CD62L+.

Три еженедельные иммунизации sTC или xTC

Через 14 дней: введение LLC

Ещё через 14 дней: анализ T-клеток и цитокинов

Рисунок 5. Схема исследования иммунологических показателей у вакцинированных мышей-опухоленосителей.Обозначения: три еженедельные иммунизации sTC или xTC → 14 дней → введение LLC → 14 дней → определение популяций T-клеток в селезёнке и цитокинов в крови.

Таблица 1. Доли регуляторных и центральных T-клеток памяти в селезёнке.

Показатель	Сингенные клетки	Ксеногенные клетки
CD4+CD25+FoxP3+, %	1,72 ± 0,35	1,20 ± 0,17*
CD4+CD44+CD62L+, %	4,6 ± 2,4	4,8 ± 2,4

В сыворотке мышей после xTC уровень IFN-γ был статистически значимо выше, чем после sTC. Для IL-10 значимых различий не выявили. В таблицах n = 6, звёздочка означает p < 0,01.

Таблица 2. Концентрации IFN-γ и IL-10 в сыворотке.

Показатель	Сингенные клетки	Ксеногенные клетки
IFN-γ, пг/мл	143,1 ± 24,62	247,4 ± 42,9*
IL-10, пг/мл	13,42 ± 4,1	17,42 ± 1,7

Обсуждение

Хирургическое удаление первичной опухоли остаётся основой лечения, но не исключает рецидива. Эффективных системных профилактических стратегий для людей без явных признаков заболевания пока нет. Авторы рассматривают работу как фундаментальный этап разработки универсальной вакцины на основе РТА. Сегодня известно более 200 таких белков, включая MAGEA1, MAGE-A3, MAGE-A4, NY-ESO-1, PRAME, CT83 и SSX2.

Вакцина изготовлена из сперматогенных клеток барана, содержащих широкий спектр РТА. Ксеногенные эпитопы могут сильнее связываться с молекулами MHC хозяина, чем собственные гомологичные эпитопы, формируя более стабильные комплексы «пептид—MHC». Это усиливает T-клеточный ответ, способный перекрёстно распознавать сходные собственные опухолевые антигены.

Для человека потенциальное значение могут иметь естественные антитела к клеткам неприматов, в том числе антитела к α-Gal. Теоретически они способны усиливать опсонизацию вакцинных клеток и их поглощение антигенпрезентирующими клетками, облегчая перекрёстную презентацию опухолевых антигенов T-лимфоцитам. Это предположение ещё требует экспериментальной проверки.

Полиантигенная вакцина принципиально отличается от подходов с одной мишенью. Опухоль состоит из антигенно неоднородных клонов, поэтому узконаправленная вакцина может отобрать клетки, утратившие конкретный антиген. Широкий набор РТА должен вызывать поликлональный ответ против разных субпопуляций, хотя степень защиты может зависеть от типа опухоли.

Клеточная форма вакцины также задействует естественные пути поглощения и презентации антигенов дендритными клетками. В опытах защита сохранялась не менее шести месяцев и переносилась на невакцинированных животных сравнительно небольшим количеством иммунных клеток. Снижение регуляторных T-клеток и повышение IFN-γ согласуются с формированием условий для противоопухолевого ответа.

Ограничения исследования

Работа выполнена на животных и проверяет профилактический режим. При введении вакцины уже после имплантации опухоли выживаемость не улучшалась. Авторы связывают это с агрессивным течением моделей B16 и LLC: животные погибали раньше, чем успевал сформироваться полноценный иммунный ответ. Эффект против B16 был слабее, чем против LLC, что может отражать неоднородную экспрессию РТА при меланоме.

Теоретически нарушение иммунной толерантности полиантигенной ксеногенной вакциной способно повышать риск аутоиммунных реакций. За шесть месяцев у мышей признаков аутоиммунных нарушений не обнаружили, однако этого недостаточно для оценки безопасности у человека. Необходимы исследования токсичности, состава и стандартизации препарата, дозирования и отдалённых иммунных последствий.

Выводы

Вывод авторов

Ксеногенные, но не сингенные раково-тестикулярные антигены способны формировать у мышей устойчивый противоопухолевый иммунитет. Авторы считают, что после дальнейшей разработки такая полиантигенная клеточная платформа потенциально может стать основой универсальной противоопухолевой профилактической вакцины.

Этот вывод относится только к описанной экспериментальной модели. Он не означает, что профилактическая вакцина от рака уже создана или может применяться в клинической практике.

Источник и авторы

Перевод подготовлен по открытой статье: Seledtsov V. I., Dorzhieva A. B., Darinskas A., von Delwig A. A., Blinova E. A., Seledtsova G. V. «Xenogeneic Testicular Cell Vaccination Induces Long-Term Anti-Cancer Immunity in Mice». Current Issues in Molecular Biology. 2025;47:443. Публикация распространяется по лицензии CC BY 4.0.

Открыть оригинальную публикацию

Научная редакция сохраняет смысл, числовые данные и ограничения оригинальной работы. Подписи и обозначения к рисункам переведены на русский язык; сами графики воспроизведены без изменения данных.