Das erste Krebsimpfstoff-Testprogramm mit 1.000 Teilnehmern wurde gestartet und markiert einen „Meilenstein“ in der Krebsbehandlung

Die Menschheit hat möglicherweise einen großen Schritt in Richtung der Heilung von Krebs gemacht, und der Protagonist ist diesmal der Krebsimpfstoff. Der britische National Health Service startet ein umfangreiches Programm, um landesweit Tausende von Krebspatienten zu rekrutieren und sie schnell für klinische Studien zu Krebsimpfstoffen zuzulassen. Dies ist das erste Programm dieser Art weltweit. Am aktuellen Startprogramm nehmen bereits Dutzende Krebspatienten teil.

Krebsimpfstoffe können mit ihrer extrem hohen Spezifität Krebszellen gezielt angreifen, ohne „unschuldige“ Zellen zu schädigen. Sie ermöglichen es dem Immunsystem des Patienten außerdem, sich an die Eigenschaften der Krebszellen zu erinnern, wodurch die Patienten hoffentlich dauerhaft geschützt sind und ein Wiederauftreten der Krebserkrankung verhindert wird. Für den Patienten ist es ein „Meilenstein-Moment“.

Geschrieben von | Mumu

Krebs ist weltweit eine der häufigsten Todesursachen und fordert jedes Jahr Millionen Todesopfer. Trotz der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Medizintechnik sind gängige Krebsbehandlungen wie Operationen, Chemotherapie und Strahlentherapie noch immer mit zahlreichen Einschränkungen und Nebenwirkungen behaftet.

In den letzten Jahren wurde eine innovative Technologie entwickelt, die eine dauerhafte Heilung von Krebs ermöglichen soll. Sie kann das Immunsystem des Körpers dazu anregen, Krebszellen zu erkennen und anzugreifen und gleichzeitig ein Wiederauftreten von Krebs zu verhindern. Dieser Krebsimpfstoff gilt als bahnbrechende Neuerung in der Krebsbehandlung.

Vor Kurzem startete der britische National Health Service (NHS) eine bahnbrechende klinische Studie zu personalisierten Krebsimpfstoffen, auch bekannt als „Matchmaking“-Programm, dessen Ziel darin besteht, für jeden Patienten maßgeschneiderte Krebsimpfstoffe zu entwickeln. Die Wirkung des Impfstoffs, dessen Herstellung nur wenige Wochen dauert, besteht darin, dass er das Immunsystem des Patienten anweist, Krebszellen aufzuspüren und abzutöten.

Dem Forschungsteam zufolge haben Patienten, die die Screening-Kriterien erfüllen und sich Bluttests sowie der Analyse von Krebsgewebeproben unterziehen, die Möglichkeit, sofort an diesem weltweit ersten Programm teilzunehmen, das vielen Patienten einen neuen Hoffnungsschimmer in der Krebsbehandlung geben wird.

Spielverändernd

Krebsimpfstoffe, eine bahnbrechende Technologie im Bereich der Krebsprävention, zielen darauf ab, Krebszellen durch die Stimulierung des körpereigenen Immunsystems, insbesondere der T-Zellen, zu bekämpfen.

Wie wir alle wissen, sind T-Zellen wichtige Immunzellen im Immunsystem, die für die Identifizierung und Beseitigung abnormaler Zellen verantwortlich sind. Normalerweise stimulieren und verbessern wir durch eine Impfung die Funktion der Immunzellen, sodass sie bestimmte Krankheitserreger verhindern und behandeln können.

Dasselbe gilt für Krebsimpfstoffe, die in vorbeugende und therapeutische Impfstoffe unterteilt werden können. Präventivimpfungen sollen Krebserkrankungen vorbeugen, die durch bestimmte Virusinfektionen verursacht werden, wie beispielsweise HPV-Impfstoffe zur Vorbeugung von Gebärmutterhalskrebs. Therapeutische Impfstoffe zielen auf bereits etablierte Tumore ab, um dem Immunsystem zu helfen, Krebszellen zu erkennen und anzugreifen.

Im Gegensatz zu Impfstoffen gegen andere Krankheiten besteht ein wichtiges Ziel von Krebsimpfstoffen jedoch darin, die Immunsuppression im Tumormikroumfeld (TME) zu überwinden. Es gibt eine große Anzahl immunsuppressiver Zellen und Moleküle im TME, wie regulatorische T-Zellen (Tregs), myeloide Suppressorzellen (MDSCs) und inhibitorische Zytokine (wie TGF-β und IL-10), die die Antitumorreaktion des Immunsystems hemmen können.

Daher kann durch die Impfung mit Krebsimpfstoffen die Aktivität der Effektor-T-Zellen gesteigert, die Wirkung immunsuppressiver Zellen verringert und die TME verbessert werden, wodurch es für das Immunsystem leichter wird, Krebszellen anzugreifen. Darüber hinaus können Krebsimpfstoffe die Immunreaktion durch ein Phänomen namens „Antigen-Spreading“ verstärken. Die sogenannte „Antigen-Expansion“ bedeutet, dass das Immunsystem nach der Erstimpfung nicht nur auf das Zielantigen reagiert, sondern auch andere Tumorantigene erkennt und angreift, wodurch die Breite und Intensität der Immunantwort weiter zunimmt.

Im Vergleich zur herkömmlichen Chemotherapie und Strahlentherapie weist die Krebsimpfstofftechnologie bemerkenswerte Vorteile auf.

Erstens ist es hochspezifisch und kann Krebszellen gezielt angreifen, ohne die umgebenden normalen Zellen zu schädigen, wodurch die Nebenwirkungen der Behandlung erheblich reduziert werden. Zweitens merkt sich das Immunsystem nach der Impfung die Eigenschaften der Krebszellen, wodurch die Patienten voraussichtlich längerfristig geschützt sind und ein Wiederauftreten der Krebserkrankung verhindert wird. Drittens können Krebsimpfstoffe eine personalisierte Behandlung ermöglichen und maßgeschneiderte Behandlungspläne bereitstellen, indem sie die individuellen Krebszellmutationen jedes Patienten identifizieren und gezielt bekämpfen. Darüber hinaus können Krebsimpfstoffe auch synergistisch mit anderen Behandlungen zusammenwirken, um die Gesamtwirkung der Behandlung zu steigern und den Patienten eine größere Überlebenschance zu geben.

Krebsimpfstoffe haben nicht nur ein großes Potenzial, das Überleben der Patienten zu verlängern, sondern können auch deren Lebensqualität deutlich verbessern. Im Gegensatz zur herkömmlichen Chemotherapie und Strahlentherapie haben Krebsimpfstoffe weniger Nebenwirkungen und die Patienten können während der Behandlung eine bessere Lebensqualität aufrechterhalten.

Daher haben Krebsimpfstoffe mit der Vertiefung der Forschung in den letzten Jahren in vielen Grundlagenstudien einen Hoffnungsschimmer für die Heilung von Krebs beim Menschen gezeigt.

Personalisiertes Tumorimpfstoff-Studienprogramm

Was den Start dieser groß angelegten klinischen Studie zu personalisierten Tumorimpfstoffen angeht, ist NHS-Direktorin Amanda Pritchard der Ansicht, dass dies ein „Meilenstein“ für die Patienten sei.

Der NHS hat derzeit Dutzende von Patienten für die Teilnahme am Einführungsprogramm für Krebsimpfstoffe rekrutiert und plant, Tausende von Patienten an 30 NHS-Standorten in ganz England zu rekrutieren. Der Schwerpunkt der Studie liegt bei den ersten Patienten auf Dickdarm-, Haut-, Lungen-, Blasen-, Bauchspeicheldrüsen- und Nierenkrebs und könnte in Zukunft auf andere Krebsarten ausgeweitet werden.

Ian Fox, der geschäftsführende Direktor für Forschung und Innovation bei Cancer Research UK, sagte, es sei „enorm aufregend“, dass Patienten personalisierte Impfungen erhalten könnten und dass diese Entwicklung einen „bahnbrechenden Wandel“ im Kampf gegen den Krebs bedeuten würde. Er betonte: „Klinische Studien wie diese sind von entscheidender Bedeutung, um mehr Menschen zu helfen, länger und besser zu leben und frei von der Angst vor Krebs zu sein.“

Der erste NHS-Patient, der an einem Forschungsprogramm für einen Krebsimpfstoff teilnimmt, heißt Elliot Pfeffer. Die 55-jährige Dozentin der Coventry University war stets bei guter Gesundheit, doch bei einer Routineuntersuchung ihres Hausarztes wurde bei ihr Dickdarmkrebs diagnostiziert. Zu diesem Zweck wurde ihm ein Tumor entfernt, 30 cm Dickdarm wurden entfernt, und er erhielt eine Chemotherapie. Anschließend erhielt er den personalisierten Krebsimpfstoff am University Hospitals Birmingham NHS Foundation Trust.

„Die Teilnahme an dieser Studie war für mich und meine Familie eine sehr wichtige Entscheidung in meinem Leben“, sagte Pfebve. „Nach der schwierigen Diagnose und der belastenden Chemotherapie ist es ein großartiges Gefühl, Teil einer Studie zu sein, die zu neuen Krebsbehandlungen führen könnte. Und es wäre noch schöner, wenn auch andere von den Ergebnissen der Studie profitieren könnten.“

Interessant ist, dass der Impfstoff unter Verwendung derselben mRNA-Impfstofftechnologie entwickelt wurde wie der COVID-19-Impfstoff von Pfizer/BioNTech.

Zu den modernsten Bereichen der heutigen Impfstoffforschung und -entwicklung zählen DNA- und RNA-Impfstoffe, die aufgrund ihrer einzigartigen Vorteile große Aufmerksamkeit auf sich ziehen.

Bei der DNA-Impfstofftechnologie werden DNA-Sequenzen, die für spezifische Tumorantigene kodieren, in Wirtszellen eingebracht, wodurch die Zellen diese Antigene exprimieren und so eine Immunreaktion auslösen. Seine hohe Stabilität, die Möglichkeit der Produktion im großen Maßstab und die Fähigkeit, mehrere Antigene zu kodieren, eröffnen neue Möglichkeiten für die Tumorimmuntherapie. Allerdings müssen die Verabreichungseffizienz und das Expressionsniveau von DNA-Impfstoffen noch verbessert werden.

Bei RNA-Impfstoffen werden mRNA-Moleküle im Körper direkt in Antigenproteine ​​übersetzt, wodurch effizient eine Immunreaktion ausgelöst wird. Die Eigenschaft von RNA-Impfstoffen, nicht in den Zellkern eindringen zu müssen, verleiht ihnen zudem eine hohe Expressionseffizienz und der Produktionsprozess ist einfach und schnell, wodurch sie sich besonders für die Behandlung von Krankheiten wie Tumoren mit schnell wechselnden Mutationsspektren (ähnlich der schnellen Mutation des neuen Coronavirus) eignen. RNA weist jedoch eine geringe Stabilität auf und muss daher mithilfe von Trägern wie Lipidnanopartikeln geschützt und transportiert werden, um ihre Wirksamkeit und Sicherheit zu gewährleisten.

Im Bereich der hochmodernen Impfstoffforschung und -entwicklung gibt es auch einen innovativen Ansatz: den synthetischen Langpeptid-Impfstoff (SLP). Dabei werden synthetische lange Peptide verwendet, die über ein In-vivo-Abgabesystem in den Körper eingeführt werden. Diese langen Peptide enthalten mehrere T-Zell-Epitope und können gleichzeitig CD4+- und CD8+-T-Zellen aktivieren, wodurch eine starke Immunantwort ausgelöst wird. Der Vorteil von SLP-Impfstoffen besteht darin, dass sie hochspezifisch und anpassbar sind und auf der Grundlage der tumorspezifischen Mutationen des Patienten entwickelt werden können. Allerdings ist die Herstellung von SLP-Impfstoffen teuer und außerdem ist ein präzises Verabreichungssystem erforderlich, um die Wirksamkeit sicherzustellen.

Herausforderungen und neue Entwicklungen

Obwohl Krebsimpfstoffe großes Potenzial in der Tumorbehandlung gezeigt haben, sind ihre Entwicklung und Anwendung immer noch mit komplexen und mühsamen Herausforderungen verbunden. Zu diesen Herausforderungen gehört nicht nur die Auswahl geeigneter Antigene, sondern auch die Auseinandersetzung mit den Immunfluchtmechanismen von Tumorzellen, die Verbesserung der Tumormikroumgebung und die Optimierung von Plattformen zur Impfstoffverabreichung.

Trotz dieser Herausforderungen entwickelt sich die Entwicklung von Krebsimpfstoffen weiterhin rasant. Mit dem kontinuierlichen Fortschritt in Wissenschaft und Technologie, insbesondere durch die Entstehung neuer Technologien und neuer Werkzeuge, werden viele Herausforderungen und Probleme nach und nach überwunden.

Beispielsweise ist es dank der rasanten Entwicklung der Sequenzierungstechnologie der nächsten Generation durch die Sequenzierung der Tumor-DNA und -RNA des Patienten möglich, die Tumorgenmutationen des Patienten schnell und genau zu identifizieren und dann entsprechende Impfstoffe zu entwickeln. Der Erfolg therapeutischer Krebsimpfstoffe hängt weitgehend von der Art der Antigene im Impfstoff ab, insbesondere von der Entdeckung weiterer potenzieller neuer Antigene. Neoantigene sind Proteinfragmente, die aufgrund von Tumorgenmutationen entstehen, sich von den in normalen Zellen exprimierten Proteinen unterscheiden und daher vom Immunsystem als fremd erkannt werden können.

So ermöglicht beispielsweise die kontinuierliche Weiterentwicklung neuer Verabreichungsplattformen, insbesondere die Entwicklung neuer Nanopartikel und selbstorganisierender Mikropartikel, wirksamere Verabreichungsmethoden für Krebsimpfstoffe. Neuartige Verabreichungsplattformen sind ein wichtiger Bestandteil der Entwicklung von Impfstoffplattformen. Mit herkömmlichen Methoden zur Impfstoffverabreichung können die Impfstoffkomponenten möglicherweise nicht wirksam an Zielorte wie Lymphknoten oder die Mikroumgebung eines Tumors transportiert werden. Bei der neuen Trägerplattform handelt es sich um ein nicht-zelluläres Partikel, das kleiner als eine Zelle ist und gemeinhin als „Nanopartikel“ bezeichnet wird (Größenbereich: 20–100 Nanometer). Wissenschaftler erforschen ihren Einsatz als Träger zur Verbesserung zellfreier, protein- oder peptidbasierter therapeutischer Krebsimpfstoffplattformen. Zu solchen Ansätzen gehören die liposomale Verabreichung, amphiphile (Amph) Impfstoffe, Liposomen und neuartige selbstorganisierte Nanopartikel, die aus TLR7/8-SLP-Neoantigen-Konjugaten (SNP-7/8a) bestehen. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass der Polyethylenimin-Silica-Microrod-Impfstoff (MSR) die Immunogenität von HPV-16 E7 und mehreren neoantigenen Peptiden erhöht und signifikante Auswirkungen bei der Behandlung bestehender Tumore bei Mäusen hat.

Darüber hinaus hat die Entwicklung der Computerbiologie und Bioinformatik in den letzten Jahren auch die Entwicklung personalisierter Krebsimpfstoffe praktikabler gemacht. Krebs ist eine höchst heterogene Krankheit und Tumore verschiedener Patienten weisen unterschiedliche Mutationsspektren und Immuneigenschaften auf. Die Idee personalisierter Krebsimpfstoffe besteht daher darin, spezifische Antigene und Behandlungspläne basierend auf den spezifischen Umständen jedes Patienten zu entwickeln. Diese Art personalisierter Lösung erfordert offensichtlich eine starke Unterstützung durch die Bioinformatik-Technologie.

Insgesamt wurden bei therapeutischen Krebsimpfstoffen in den letzten Jahrzehnten bemerkenswerte Fortschritte erzielt. Trotz vieler Herausforderungen konnten durch das tiefere Verständnis der Immunmechanismen von Tumoren und die Entwicklung neuer Technologien die Entwicklung und Bereitstellung von Impfstoffen verbessert werden. Durch die Optimierung der Antigenauswahl, die Verbesserung der Immunantwort, die Überwindung von Immunfluchtmechanismen und die Erforschung kombinierter Behandlungsstrategien dürften therapeutische Krebsimpfstoffe in Zukunft ein wichtiger Bestandteil der Krebsbehandlung werden.

Darüber hinaus hat die Forschung und Entwicklung von Krebsimpfstoffen auch unser Verständnis des Immunsystems und der Krebsbiologie erweitert. Durch die Untersuchung der Wirkungsweise von Krebsimpfstoffen können Wissenschaftler Erkenntnisse darüber gewinnen, wie das Immunsystem Krebszellen erkennt und angreift und wie Tumore der Immunüberwachung entgehen. Dieses Wissen könnte nicht nur bei der Entwicklung wirksamerer Krebsimpfstoffe hilfreich sein, sondern auch bei anderen Arten der Immuntherapie Anwendung finden.

Wir haben Grund zu der Annahme, dass Krebsimpfstoffe mit fortschreitender Forschung zu einer wichtigen Waffe im Kampf gegen den Krebs werden und der Menschheit Hoffnung auf den Sieg über diese schwere Krankheit geben.

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