Peneliti di Universitas Northwestern telah mengembangkan vaksin terapeutik yang lebih efektif untuk kanker terkait HPV dengan menyusun ulang komponen dalam nanopartikel berbasis DNA. Penyesuaian struktural ini secara signifikan meningkatkan kemampuan sistem kekebalan tubuh untuk menargetkan dan menghancurkan tumor. Temuan tersebut, yang diterbitkan di Science Advances, menyoroti pentingnya pengaturan molekuler dalam desain vaksin.
Para ilmuwan di Universitas Northwestern telah menunjukkan bahwa pengaturan fisik komponen dalam vaksin kanker dapat sangat memengaruhi efektivitasnya. Dalam studi yang diterbitkan pada 11 Februari di Science Advances, tim fokus pada vaksin terapeutik untuk kanker yang didorong oleh human papillomavirus (HPV), yang menyebabkan sebagian besar kanker serviks dan bagian yang semakin besar dari kanker kepala dan leher. Vaksin ini berbasis pada spherical nucleic acids (SNA), nanoteknologi yang diciptakan oleh Chad A. Mirkin, Profesor George B. Rathmann di Northwestern. Berbeda dengan vaksin tradisional yang mencampur antigen dan adjuvant tanpa struktur presisi—metode yang disebut Mirkin sebagai 'pendekatan blender'—desain ini mengatur elemen pada skala nano. Para peneliti menguji variasi di mana fragmen protein HPV, yang dikenal sebagai antigen, diposisikan secara berbeda dalam nanopartikel SNA. Tiga konfigurasi dievaluasi dalam model tikus humanisasi kanker HPV-positif dan dalam sampel tumor dari pasien kanker kepala dan leher. Versi paling efektif menampilkan antigen di permukaan nanopartikel, terikat melalui N-terminusnya. Hal ini menghasilkan hingga delapan kali lebih banyak produksi interferon-gamma oleh sel T CD8, pejuang kanker utama sistem kekebalan. Dalam model hewan, memperlambat pertumbuhan tumor dan memperpanjang kelangsungan hidup. Dalam sampel pasien, meningkatkan pembunuhan sel kanker dua hingga tiga kali lipat. 'Efek ini tidak berasal dari menambahkan bahan baru atau meningkatkan dosis,' kata Dr. Jochen Lorch, profesor kedokteran di Northwestern dan direktur onkologi medis untuk Program Kanker Kepala dan Leher. 'Ini berasal dari menyajikan komponen yang sama dengan cara yang lebih pintar. Sistem kekebalan sensitif terhadap geometri molekul.' Studi ini menekankan bidang nanomedisin struktural yang muncul, yang dipelopori oleh Mirkin. 'Janji nanomedisin struktural adalah mengidentifikasi dari berbagai kemungkinan konfigurasi yang menghasilkan efikasi terbesar dan toksisitas terkecil,' kata Mirkin. 'Dengan kata lain, kita dapat membangun obat yang lebih baik dari bawah ke atas.' Vaksin berbasis SNA sebelumnya telah menargetkan melanoma, kanker payudara triple-negatif, kanker usus besar, kanker prostat, dan karsinoma sel Merkel, dengan tujuh yang maju ke uji coba manusia. Tim berencana menerapkan wawasan ini untuk menyempurnakan kandidat sebelumnya dan mengintegrasikan kecerdasan buatan untuk mengoptimalkan desain. Penelitian ini didukung oleh National Cancer Institute dan Robert H. Lurie Comprehensive Cancer Center di Universitas Northwestern.
