Aktivna imunoterapija malignih tumora: pregled terapijskih vakcina

Keywords: maligni tumori, aktivna imunoterapija, tumorske vakcine

Maligni tumor (rak, karcinom) je jedan od vodećih uzroka obolevanja i smrtnosti pa se veliki napori ulažu u razvoj novih terapijskih pristupa. Savremena imunoterapija malignih tumora obuhvata primenu antitumorskih antitela i autologih T ćelija koje uništavaju ćelije tumora (pasivna imunoterapija) i pojačanje slabog antitumorskog imunskog odgovora domaćina (aktivna imunoterapija) vakcinacijom i primenom antitela koja blokiraju inhibitorne receptore (kontrolne tačke) T limfocita. Vakcinacija pacijenata obolelih od tumora njihovim sopstvenim tumorskim ćelijama, antigenima tih ćelija ili dendritskim ćelijama koje su inkubirane sa tumorskim antigenima stimuliše imunski sistem pacijenta da prepozna tumorske antigene i eliminiše maligne ćelije. Međutim, razvoj terapijskih tumorskih vakcina suočen je sa brojnim izazovima vezanim za njihov dizajn, u smislu optimalne kombinacije antigena, adjuvansa i nosača, kao i za način primene. Pored toga, savremena aktivna imunoterapija treba da prevaziđe nisku imunogenost tumora i imunosupresivne mehanizme mikrosredine tumora kod pacijenata sa klinički ispoljenom bolesti. U ovom radu prikazani su rezultati novijih kliničkih studija u kojima su ispitivane različite terapijske vakcine za karcinom i diskutovano je o njihovoj mogućoj primeni u kliničkoj praksi, kako samih, tako i u kombinaciji sa drugim imunoterapijama. 

Uvod

Maligni tumor (rak, karcinom) je jedan od vodećih zdravstvenih problema u celom svetu i jedan od glavnih uzroka obolevanja i smrtnosti kako dece tako i odraslih osoba (1). Prema podacima Svetske zdravstvene organizacije u 2018. godini 9,6 miliona ljudi je umrlo od posledica malignih tumora (www.who.int). Smatra se da je visoka stopa smrtnosti pacijenata sa malignim tumorima posledica poremećene regulacije proliferacije malignih ćelija, njihove otpornosti na programiranu ćelijsku smrt i sposobnosti da oštećuju zdravo tkivo, bilo na mestu nastanka, ili u udaljenim organima nakon metastaziranja (2). Takođe, na osnovu novih i upotpunjenih saznanja o mehanizmima imunskog odgovora na tumore sa jedne strane i terapijskog uspeha imunoterapije tumora sa druge strane, postalo je jasno da je jedna od najvažnijih osobina malignih ćelija njihova sposobnost da izbegnu uništenje posredovano imunskim mehanizmima domaćina (3,4). Naime, sposobnost malignih ćelija da uspore ili zaustave reakcije imunskih ćelija omogućava im da se razvijaju, rastu, metastaziraju i na kraju, u nekim slučajevima, dovedu i do smrtnog ishoda (3). 
Pre više od jednog veka, uočeno je prisustvo infiltrata mononuklearnih ćelija oko i unutar tumorskih lezija (5,6). Kasnije, 50-tih godina dvadesetog veka Burnet je postavio hipotezu da neoantigeni tumora indukuju imunsku reakciju protiv tumora i uveo u imunologiju teoriju imunskog nadzora (7,8,9). U osnovi ove teorije je pretpostavka da je fiziološka uloga stečenog imunskog sistema da spreči preterani rast maligno-transformisanih ćelija i da ih uništi pre nego postanu štetni tumori (8,9,10,11). Iako je bilo dokaza i za i protiv ove teorije, ona je nesumnjivo imala veliki uticaj na dalji tok istraživanja vezanih za imunologiju tumora i posebno na ispitivanja celularnih i molekulskih mehanizama koji učestvuju u antitumorskom imunskom odgovoru (12). 

Imunski odgovor protiv tumora

Glavni imunski mehanizam za uklanjanje tumora je ubijanje malignih ćelija CD8+ citotoksičnim T limfocitima (engl. cytotoxic T lymphocytes, CTL) (13). Pored toga, pokazano je da se i druge ćelije stečenog [CD4+ pomoćnički T (Th) limfociti i B limfociti] i urođenog (makrofagi i urođenoubilačke ćelije) imunskog odgovora aktivišu kod ljudi koji su oboleli od malignih tumora, međutim zaštitna uloga tih efektorskih mehanizama još uvek nije jasno utvrđena (14,15,16). Da bi se pokrenuo efikasan CTL odgovor potrebno je da dendritska ćelija (DĆ) preuzme tumorsku ćeliju ili tumorski antigen, preradi ih i prikaže na svojoj površini u kompleksu sa molekulama glavnog kompleksa tkivne podudarnosti (engl. major histocompatibility complex, MHC) I klase. DĆ sazreva i migrira u regionalne limfne čvorove gde prikazuje tumorske antigene naivnim CD8+ T-ćelijama. Pored toga, DĆ ispoljavaju kostimulatorne molekule koji zajedno sa aktiviranim CD4+ T limfocitima obezbeđuju signale neophodne za diferencijaciju naivnih CD8+ T ćelija u tumor specifične CTL (13). Efektorski CTL napuštaju limfni čvor i odlaze u tkiva gde prepoznaju tumorski antigen i ubijaju maligne ćelije koje ga eksprimiraju (13,17). Paradoksalno, imunski sistem može i da podstiče rast tumora. Naime, odavno je primećeno da hronična inflamacija može da bude jedan od faktora za razvoj tumora u različitim tkivima, naročito onim koja su "pogođena" hroničnim inflamatornim bolestima (18,19). Sa druge strane, sami tumori formiraju antiinflamatornu mikrosredinu koja inhibiše antitumorski imunski odgovor i stimuliše rast tumora. Naime, tumorska mikrosredina stimuliše razvoj DĆ koje indukuju nastanak regulatornih T ćelija ili antiinflamatornih Th2 ćelija (20,21,22). Ove T ćelije suprimišu antitumorski imunski odgovor i indukuju nastanak i nakupljanje antiinflamatornih makrofaga i supresorskih ćelija mijelodnog porekla koje mogu da blokiraju efektorske funkcije antitumorskih CTL i Th1 ćelija i/ili da sekretuju faktore neophodne za rast tumorskih ćelija i krvnih sudova tumora (20,21,22). 

Kako tumori izbegavaju imunski odgovor

Kao što je prethodno navedeno, sposobnost tumora da izbegnu imunski odgovor domaćina je jedno od glavnih bioloških obeležja tumorskih ćelija. Glavni cilj naučnika koji se bave imunologijom tumora je da rasvetle te mehanizme sa ciljem da se razviju terapije koje će onemogućiti tumorima da izbegnu imunski odgovor i koje će povećati imunogenost tumora, kao i antitumorski imunski odgovor domaćina (21). Generalno, tumori koriste dve glavne strategije da izbegnu imunski odgovor: aktivno inhibišu antitumorski imunski odgovor ili izbegavaju prepoznavanje od strane CTL (21). Prva strategija podrazumeva da tumori angažovanjem inhibitornih receptora (tzv. kontrolne tačke imunskog odgovora) na T limfocitima, kao što su antigen 4 koji je udružen sa citotoksičnim T limfocitima (engl. cytotoxic T lymphocytes-associated protein 4, CTLA-4) i protein 1 programirane ćelijske smrti (engl. programmed cell death protein 1, PD-1), inhibišu njihovu aktivaciju (21). Tako, na primer, mnogi tumori ispoljavaju ligand za PD-1 (PD-L1) i uspešno mogu da inhibišu aktivaciju CTL specifičnih za tumor. Takođe, kontinuirano prisustvo tumora uzrokuje ponavljanu stimulaciju CTL specifičnih za tumor što za posledicu ima njihovo iscrpljivanje koje se karakteriše ispoljavanjem visokih nivoa CTLA-4 i PD-1 molekula i nemogućnošću da odgovore na aktivaciju (3,21,22). Takođe, neki tumori sekretuju imunosupresivne citokine, na primer faktor transformacije rasta β (engl. transforming growth factor β, TGF-β), koji inhbišu proliferaciju i efektorske funkcije T limfocita i makrofaga (21,23). Konačno, već opisana imunosupresivna mikrosredina koju stvaraju tumori značajno doprinosi inhibiciji aktivacije T ćelija. Kada je u pitanju druga strategija, tumori izbegavaju imunski odgovor tako što prestaju da ispoljavaju specifične tumorske antigene i/ili snižavaju/prestaju da eksprimiraju MHC molekule I klase na svojoj površini tako da više ne prikazuju tumorske antigene i CTL ne mogu da ih prepoznaju (21,24). 

Imunoterapija malignih tumora

Razlog zbog kojeg sve više raste interesovanje za imunoterapiju malignih tumora je činjenica da lekovi koji deluju na ćelije koje se intenzivno dele ili blokiraju ćelijsku deobu, imaju brojne neželjene efekte na zdrave, proliferišuće ćelije. Usled toga, terapija malignih tumora uzrokuje značajan morbiditet i mortalitet. Sa druge strane, imunski odgovor protiv tumora je specifičan za tumorske antigene, što znači da neće oštetiti većinu normalnih ćelija, zbog čega imunoterapija ima veliki potencijal da postane najspecifičniji pristup u terapiji tumora (25,26). Takođe, jedan od važnih razloga za dalja istraživanja i napredak na polju imunoterapije tumora je činjenica da citotoksični lekovi u većini slučajeva ne ostvaruju dugotrajne povoljne efekte u lečenju većine karcinoma koji su metastazirali (4). Suprotno, glavna osobina stečenog imunskog odgovora je memorija i sistemsko delovanje pa se smatra da bi antitumorski imunski odgovor, jednom kada se uspostavi, mogao da traje duže vreme i da bude efikasan u celom organizmu (4). 
Savremena imunoterapija malignih tumora obuhvata primenu antitumorskih monoklonskih antitela i autologih T ćelija koje prepoznaju tumorske antigene i uništavaju tumorske ćelije, kao i pojačanje slabog antitumorskog imunskog odgovora domaćina vakcinacijom tumorskim antigenima i primenom antitela koja blokiraju kontrolne tačke (4). 

Vakcinacija tumorskim antigenima

Stimulisanje aktivne imunosti protiv tumora moguće je vakcinacijom pacijenata obolelih od tumora njihovim sopstvenim tumorskim ćelijama, antigenima tih ćelija ili DĆ koje su inkubirane/stimulisane tumorskim antigenima. Vakcine mogu da sadrže nedefinisane tumorske antigene, ili pak tačno definisani tumorski antigen ili grupu antigena. Imajući ovo u vidu, od izuzetnog je značaja definisati tumorske antigene, što je za mnoge tumore i urađeno, jer će se time omogućiti stvaranje i upotreba tih antigena za vakcinaciju pacijenata protiv njihovih sopstvenih tumora (27). 
Da bi se povećala imunogenost tumorskih antigena i indukovao zadovoljavajući imunski odgovor, tumorski antigeni se kombinuju sa adjuvansima. Dodatak adjuvansa nekim vakcinama može posledično dovesti do smanjenja količine antigena i/ili broja imunizacija potrebnih da se postigne željeni imunski odgovor (28). Kod vakcina koje se koriste u prevenciji infektivnih bolesti kod ljudi, najčešće korišćeni adjuvansi su soli aluminijuma koje su efikasne u indukciji nastanka antitela, tj. stimulišu humoralni imunitet koji zavisi od Th2 ćelija, dok retko indukuju nastanak Th1 ćelija, koje zajedno sa CTL učestvuju u antitumorskom imunskom odgovoru (29). Glavni cilj u razvoju terapijskih vakcina protiv tumora jeste da indukuju aktivaciju, ekspanziju i održavanje CTL specifičnih za tumorski antigen. Takođe, formulacije adjuvansa koje u kombinaciji sa tumorskim antigenom indukuju snažan Th1 odgovor, su od centralnog značaja za razvoj efikasnih terapijskih vakcina protiv karcinoma (30,31). 
Dve glavne klase adjuvanasa su nosači i imunostimulatori. Nosači su komponente koje prikazuju antigene vakcine imunskom sistemu na optimalan način uz kontrolisano oslobađanje (različite mineralne soli, emulzije, lipozomi, virozomi, mineralna ulja). Imunostimulatori direktno stimulišu komponente imunskog sistema i pojačavaju odgovor na antigene. Adjuvanasi ovog tipa obuhvataju agoniste receptora sličnih Tollu (engl. Toll-like receptors, TLR) kao što je monofosforil lipid A, zatim citokine kao što su faktor koji stimuliše nastanak kolonija granulocita i makrofaga (engl. granylocitemacrophage colony-stimulating factor, GM-CSF) i interleukin-12, bakterijske egzotoksine i drugo (31,32). 

Tumorske vakcine


Karcinom prostate

Karcinom prostate je, posle karcinoma pluća, jedan od glavnih uzročnika smrtnosti izazvanih karcinomom. Najčešći je karcinom kod muškaraca, sa preko 160.000 dijagnostifikovanih obolelih i oko 26.000 umrlih u 2017. godini u Sjedinjenim Američkim Državama (33). 
Prisustvo nekoliko specifičnih tumorskih antigena, poput specifičnog antigena prostate (engl. prostate-specific antigen, PSA), kisele fosfataze prostate (engl. prostatic acid phosphatase, PAP) i prostata-specifičnog membranskog antigena (engl. prostatespecific membrane antigen, PSMA), čini karcinom prostate pogodnim za ispitivanja primene imunoterapije (34). U aprilu 2010. godine odobrena je prva terapijska vakcina za karcinom, Sipuleucel-T (Provenge), od strane Američke agencije za hranu i lekove (engl. Food and Drug Administration, FDA), koja je namenjena za terapiju karcinoma prostate i do danas je ostala jedina odobrena vakcina za terapiju ovog tipa karcinoma (35). Sipuleucel-T je vakcina koja sadrži DĆ i koja omogućava personalizovan tretman pacijenta koji boluje od karcinoma prostate (36,37). Dobijanje ove vakcine i njena primena obuhvata tri glavna koraka. Prvo se iz periferne krvi pacijenta sa karcinomom prostate izdvoje ćelije, pre svega DĆ i monociti. Zatim se one inkubiraju (36/48h) sa rekombinantnim fuzionim proteinom koji čine PAP i GM-CSF. PAP je glikoproteinski enzim koji se sintetiše u epitelnim ćelijama prostate i njegova sinteza se značajno povećava sa razvojem karcinoma. Istraživanja su pokazala da PAP primenjen u formi fuzionog proteina indukuje PAP-specifičan humoralni i ćelijski imunitet, dok GM-CSF aktivira DĆ (36). Nakon inkubacije, aktivirane DĆ (5x10 7 ) se vraćaju nazad pacijentu (Slika 1). Postupak se ponavlja tri puta i navedeni broj DĆ se pacijentu daje u vidu intravenske infuzije u razmacima od dve nedelje (38,39). Bezbednost i efikasnost Sipuleucel-T vakcine ispitana je u dve identične randomizirane, placebo-kontrolisane studije (D9901 i D9902A). Pacijenti (ukupno 225) nasumično izabrani za D9901 ili D9902A studiju dobijali su Sipuleucel-T (n=147) ili placebo (n=78) u vidu tri intravenske infuzije u razmaku od dve nedelje. Kod pacijenata koji su primali Sipuleucel-T, za 21% je smanjen rizik od napretka bolesti, dok je za 33% smanjen rizik od smrti u poređenju sa pacijentima koji su primali placebo. Prosečno preživljavanje pacijenata koji su primali Sipuleucel-T je bilo 4 meseca duže u poređenju sa grupom koja je primala placebo. Nakon 36 meseci, 33% (Sipuleucel-T grupa) odnosno 15% (placebo grupa) pacijenata je preživelo (41). 
Prostvac-VF, poznata još i pod nazivom PSA-TRICOM, je vakcina u trećoj fazi kliničkih studija, i jedna je od kandidata za primenu u terapiji karcinoma prostate. Prostvac-VF sadrži virusni vektor (rekombinantni pox virus) koji eksprimira PSA i tri kostimulatorna molekula označena kao TRICOM: CD80 (aktivator T-limfocita), intercelularni adhezioni molekul 1 (ICAM-1), površinski adhezioni molekul koji ima značajnu ulogu u regulaciji migracije i aktivacije i DĆ i T ćelija i LFA-3 (pojačava aktivaciju T limfocita). Virusni vektor se primenjuje u kombinaciji sa GM-CSF (42). 
Prostvac-VF ne zahteva složenu individualizovanu terapiju i proizvodnja ove vakcine je relativno jednostavna. II faza kliničkih studija, u kojoj su poređeni efekti ove vakicne u odnosu na efekte primene praznog vektora i placeba, pokazala je pozitivne rezultate (43). Međutim, iako III faza kliničkih studija kod pacijenata sa metastatskim oblikom karcinoma prostate nije pokazala značajan napredak u preživljavanju, postoje podaci da Prostvac-VF može imati bolju efikasnost u ranim fazama bolesti. Usled toga, u toku je II faza randomizirane studije u kojoj se Prostvac-VF primenjuje kod pacijenata sa lokalizovanim oblikom karcinoma prostate (44). Takođe, u toku je i II faza kliničke studije u kojoj se ispituje efikasnost Prostvac-VF vakcine u kombinaciji sa blokatorima kontrolnih tačaka, ipilimumabom (anti-CTLA-4 antitelo) i nivolumabom (anti-PD-1 antitelo) (45). 
GVAX vakcina za karcinom prostate predstavlja imunoterapiju baziranu na primeni celih tumorskih ćelija. Kod ovog pristupa, dve ćelijske linije karcinoma prostate, LNCaP (izvedena iz metastaza limfnih čvorova) i PC3 (izvedena iz metastaza kostiju), su genetički modifikovane tako da eksprimiraju i sekretuju imunostimulatorni citokin GM-CSF. Iako je tokom ranih faza ispitivanja pokazana efikasnost i bezbednost ove vakcine kod pacijenata sa karcinomom prostate, dve studije u III fazi kliničkih ispitivanja obustavljene su usled odsustva terapijskog efekta (VITAL-1 studija) i povećane smrtnosti (VITAL-2 studija) (46,47). Na modelu kod miševa, pokazano je da je kombinacija GVAX vakcine sa CTLA-4 blokatorom efikasnija nego sam tretman GVAX, kao i da anti-CTLA-4 monoklonsko antitelo treba primeniti nakon vakcinacije, da bi se postigao aditivni imunski efekat (48). 

Karcinom dojke

Uprkos brojnim dostignućima u dijagnozi, prognozi i terapiji, karcinom dojke se i dalje smatra drugim uzročnikom smrtnosti kod žena širom sveta. Iako do danas ne postoji vakcina za karcinom dojke odobrena od strane FDA, brojne vakcine i različite strategije za imunoterapiju karcinoma dojke su predmet kliničkih istraživanja (49,50). 
Jedna vakcina za terapiju karcinoma dojke (NeuVax) je prošla III fazu kliničkih studija (50,51), a nekoliko terapijskih vakcina se nalazi u različitim fazama razvoja. NeuVax se sastoji iz sintetisanog peptida E75, koji je deo ekstracelularnog domena receptora za humani epidermalni faktor rasta 2 (engl. human epidermal growth factor receptor 2, HER2), u kombinaciji sa GM-CSF, koji ima ulogu adjuvansa. Nakon primene vakcine, peptid E75 se prerađuje, vezuje za MHC molekule I klase i stimuliše aktivaciju i nastanak CTL, koji zatim prepoznaju i uništavaju ćelije karcinoma koje eksprimiraju HER2 molekul (51). Pored terapijske efikasnosti same vakcine, ispituje se i njena efikasnost u kombinaciji sa pasivnom imunoterapijom anti-HER2 monoklonskim antitelom (trastuzumab, Herceptin ® ) (52). 

Karcinom pluća

CIMAvax EGF vakcina je terapijska anti-tumorska vakcina u potpunosti razvijena i odobrena na Kubi za primenu kod odraslih pacijenata koji boluju od karcinoma pluća (stadijum IIIb/IV) (53). Na Kubi, karcinom pluća je maligna bolest sa najvećom incidencom i vodeći uzročnik smrtnosti. Kubansko Ministarstvo javnog zdravlja je prepoznalo ovaj veliki problem i pristupilo razvoju novih terapija. 
Gen koji kodira EGF receptor (EGFR) je dobro poznat onkogen. Pojačana aktivacija ovog gena može dovesti do maligne transformacije normalne ćelije, uzrokujući ćelijsku proliferaciju, inhibiciju apoptoze, angiogenezu i tumorom indukovane proinflamatorne i imunosupresivne procese (54). Generisanje signala posredstvom EGFR može biti smanjeno snižavanjem nivoa EGF ili direktnom blokadom receptora primenom specifičnih monoklonskih antitela. Snižavanje nivoa EGF aktivnom imunoterapijom je koncept koji su razvili kubanski istraživači. Vakcina stimuliše imunski sistem pacijenta da sintetiše i sekretuje sopstvena efektorska anti-EGF antitela koja vezuju i neutrališu EGF, što posledično dovodi do smanjivanja veličine tumora ili sprečava njegov dalji razvoj (54,55,56). 
Prekid tolerancije na sopstvene proteine, tj. bolja imunogenost ove vakcine postignuta je hemijskim vezivanjem EGF za produkt bakterije, a u formulaciju vakcine je uključen i adjuvans (Montanide ISA51). Dodatno, niske doze ciklofosfamida (200 mg/m 2 telesne površine) koje se daju 72h pre primene vakcine takođe doprinose smanjenju tolerancije na sopstvene proteine (57). 
Komercijalna CIMAvax EGF terapijska vakcina sastoji se od dva proizvoda, i svaki od njih se nalazi u zasebnom pakovanju. Jedan sastojak je rekombinantni humani EGF (rhEGF) koji je hemijski konjugovan za transportni protein p64K, koji se takođe dobija rekombinantnom tehnologijom, a poreklom je od bakterije Neisseria meningitidis. Drugi proizvod je visoko prečišćeno mineralno ulje Montanide ISA51 koje deluje kao adjuvans (57). Da bi vakcina indukovala efikasan imunski odgovor potrebno je da se pre primene napravi emulzija između hemijskog konjugata i adjuvansa. 
Kod svake imunizacije pacijent primi dozu od ukupno 2,4 mg EGF, raspoređenu na 4 mesta. Cilj ovakve primene je da se EGF iz vakcine transportuje u što veći broj regionalnih limfnih čvorova i da se na taj način poveća aktivni imunski odgovor pacijenta. Vrše se 4 imunizacije na svakih 14 dana, a potom se mesečno daje ista doza sve dok se ne promeni kliničko stanje pacijenta (58). 

Karcinom pankreasa

Karcinom pankreasa je oboljenje sa malom petogodišnjom stopom preživljavanja (1,2-6%) (59). Poslednjih 30 godina incidencija karcinoma pankreasa je povećana u razvijenim zemljama, kao i stopa smrtnosti kod obolelih oba pola. Kod pacijenata sa razvijenim metastazama, preživljavanje je kraće od 12 meseci, čak i kada su na terapiji najaktivnijim hemioterapijskim agensima. Radioterapija je takođe pokazala slabe efekte, usled čega se nameće postreba za efikasnijim terapijskim strategijama, a imunoterapija je jedan od obećavajućih pristupa (60). 
Aktivacija enzima telomeraze je ključni korak koji obezbeđuje besmrtnost tumorskoj ćeliji (61). Telomere su nekodirajuće, repetitivne DNK sekvence na kraju hromozoma. Kod većine somatskih ćelija, DNK telomera se gubi tokom deobe ćelije, dovodeći do ograničenog potencijala proliferacije ćelije (61). Nasuprot tome, kod tumorskih ćelija aktivira se enzim telomeraza, koji dovodi do obnavljanja telomera, i reaktivacija telomeraze je ključni korak u onkogenoj transformaciji ćelije, koji se javlja kod gotovo svih oblika karcinoma pankreasa (62,63). Humana telomerazna reverzna transkriptaza (engl. human telomerase reverse transcriptase, hTERT) je katalitička subjedinica enzima telomeraze, koja je predložena kao ciljni molekul u terapiji karcinoma pankreasa i glavna je komponenta vakcine. GV1001 peptidna vakcina sadrži sekvencu hTERT peptida dugu 16 aminokiselina i GM-CSF kao adjuvans (64). Međutim, iako je II faza kliničkih studija pokazala zadovoljavajući imunski odgovor kod 24 od 38 pacijenata (63%), druge dve studije u III fazi su imale razočaravajuće rezultate. Jedna studija je prekinuta usled odsustva pozitivnog efekta, a druga nije pokazala značajno poboljšanje preživljavanja, čak ni kada je GV1001 davan u kombinaciji sa hemioterapijom (65,66). 
Algenpantucel-L (HyperAcute TM Pancreas) vakcina predstavlja imunoterapiju celim tumorskim ćelijama i sadrži dve ozračene alogene ćelijske linije karcinoma pankreasa (HAPa-1 i HAPa-2) koje su genetički modifikovane da eksprimiraju enzim α-1,3-galaktoziltransferazu (αGT) (67). 
αGT enzim je odgovoran za sintezu α-galaktozila (αGa1), koji je ugljeni hidrat prisutan na površini ćelija. Iako je prisutan na većini ćelija sisara, αGa1 nije ispoljen na humanim ćelijama, usled inaktivacije αGT gena (68). Kao posledica kontinuirane antigenske stimulacije normalnom crevnom florom, koja eksprimira αGa1, kod ljudi dolazi do sinteze velikog broja antitela koja su za njega specifična. Anti-αGa1 antitela učestvuju sa 1% u ukupnim cirkulišućim imunoglobulinama, što ih čini jednim od najbrojnijih antitela u humanom serumu (68). Ova antitela su od kliničkog značaja jer mogu posredovati u hiperakutnom odbacivanju organa nakon transplantacije, budući da njihovo vezivanje za αGa1 na ćelijama alografta dovodi do aktivacije komplementa i antitelima-posredovane destrukcije transplantiranog alografta (68). 
Kada se pacijentu da Algenpantucel-L vakcina, prirodna anti-αGa1 antitela prepoznaju αGa1 epitope na tumorskim ćelijama iz vakcine i posreduju u hiperakutnom odbacivanju i fagocitozi. Prema tome, inicijalni imunski odgovor, nakon primene ove vakcine, je usmeren ka αGa1, ali tokom ovog odgovora nastaju imunske efektorske ćelije koje mogu da prepoznaju i druge antigenske molekule tumorskih ćelija, kroz proces koji se naziva "širenje" epitopa. Na ovaj način, imunski odgovor se širi na tumorske antigene koje eksprimiraju dve ćelijske linije prisutne u vakcini Algenpantucel-L. HAPa-1 i HAPa-2 ćelijske linije eksprimiraju takođe i antigene koji su prisutni u većini ćelija karcinoma pankreasa, usled čega se očekuje da će kod pacijenata koji prime ovu imunoterapiju doći do razvoja odgovora prema sopstvenim ćelijama -ćelijama karcinoma pankreasa (69). 

Metastatski melanom

Melanomi predstavljaju agresivan oblik tumora kože. Iako se rani stadijumi melanoma mogu lečiti hirurškim putem, prognoza kod pacijenata koji imaju metastaze je dosta loša. FDA je 2015. godine prvi put odobrila primenu onkolitičkog virusa u terapiji tumora i terapijsku vakcinu Talimogene laherparepvec (T-VEC, IMLYGICR © ) koja se direktno ubrizgava u tumor pacijenta (70). T-VEC je ubrzo nakon toga odobrena za primenu i od strane Evropske agencije za lekove (engl. European Medicine Agency, EMA), Ministarstva zdravlja Izraela, kao i u Australiji i Švajcarskoj (71). T-VEC sadrži živ atenuisani herpes simplex virus tip 1 (HSV-1) koji je genetički modifikovan kako bi se omogućila njegova selektivna replikacija samo u tumorskim ćelijama i time poboljšao bezbednosni profil. Delecijom gena za faktor ICP34.5 smanjen je neurovirulentni potencijal virusa i afinitet za zdravo tkivo, čime je povećana specifičnost virusa za tumorske ćelije (71). Pored toga, delecija gena za ICP47 pojačava replikaciju modifikovanog HSV-1 u tumorskim ćelijama, pojačava lizu ćelija karcinoma i prezentaciju tumorskih antigena. I na kraju, insercija gena za GM-CSF omogućava njegovu lokalnu ekspresiju u tumorskom tkivu i posledično povećanu aktivaciju antigen-prezentujućih ćelija (71). 
T-VEC se injektuje direktno u promene na koži i genetički modifikovan HSV-1 virus se replikuje unutar malignih ćelija dovodeći do njihove lize, što za posledicu ima oslobađanje tumorskih antigena (72). Lokalno sekretovanje GM-CSF dovodi do nakupljanja DĆ i makrofaga i njihovog sazrevanja. Zrele DĆ i makrofagi prezentuju tumorske antigene T-ćelijama u regionalnim limfnim čvorovima i stimulišu tumorspecifične CTL koji prepoznaju tumorske ćelije na periferiji i ubijaju ih (72). 
U III fazi kliničkih studija efikasnost T-VEC vakcine je poređena sa primenom samog GM-CSF. Pacijenti (n=436) su primali T-VEC vakcinu direktno u tumor, a GM-CSF subkutano. Ukupno preživljavanje u grupi koja je primala vakcinu je bilo 4 meseca duže u poređenju sa grupom koja je primala sam GM-CSF (71). 
Pored toga, rane faze kliničkih studija pokazuju da kombinacija T-VEC sa blokatorima kontrolnih tačaka daje obećavajuće rezultate, usled aditivnog ili čak sinergističkog efekta (73). 

Zaključak

Rezultati kliničkih ispitivanja velikog broja različitih tumorskih vakcina pokazali su veliku neusaglašenost i ukazali na nisku efikasnost ovog vida terapije karcinoma. Međutim, tokom dizajniranja i interpretacije kliničkih studija u kojima se ispituju mehanizmi i efikasnost aktivne imunoterapija tumora, treba uzeti u obzir glavne razlike između ovog vida savremene terapije tumora i klasične hemioterapije. Naime, dok hemioterapija u osnovi dovodi do rezultata brzo, odmah nakon primene, kod aktivne imunoterapije može proći i nekoliko meseci dok se imunski odgovor u potpunosti ne razvije. Pored toga, primena hemioterapije kao i pasivne imunoterapije obično uključuje direktno dejstvo na maligne ćelije, dok aktivna imunoterapija deluje indirektno, aktivacijom imunskog sistema. 
Iz svega navedenog, može se zaključiti da će kombinacija različitih terapijiskih pristupa biti jedan od naprednih koncepta lečenja malignih tumora u budućnosti. Smatra se da će tumorske vakcine biti veoma važan dodatak konvencionalnoj terapiji ili nekoj drugoj savremenoj imunoterapiji, ali je potrebno prevazići različite izazove vezane za njen dizajn, u smislu optimalne kombinacije antigena, adjuvansa i nosača i načina primene. Kao prvo, vakcine moraju da se prilagode svakom pacijentu ponaosob i treba da indukuju efikasan CTL odgovor što do sada nije uvek bilo moguće. Kada se koriste vakcine koje sadrže DĆ njihova priprema je vezana sa brojnim tehničkim izazovima/problemima i često taj proces nije moguće standardizovati. Dalje, pod selektivnim pritiskom imunskog odgovora indukovanog vakcinom tumori mogu da izgube MHC molekule I klase ili ciljne tumorske antigene i postanu nevidljivi za imunski sistem. I na kraju terapijska vakcina treba da prevaziđe imunosupresivne mehanizme koje tumor razvija kod pacijenata sa klinički ispoljenim tumorom (74,75,76). Uspeh terapije tumora blokadom kontrolnih tačaka uliva nadu da bi vakcinacija u kombinaciji sa blokadom inhibitora imunskog odgovora indukovala snažan i dugotrajan imunski odgovor na tumore i da bi to moglo značajno da unapredi lečenje tumora (45). Konačno, kako bi se što veći broj terapijskih tumorskih vakcina našao u kliničkoj praksi 

Slika 1 .Figure 1

 11 Šematski prikaz dobijanja i primene Sipuleucel-T vakcine. (1) DĆ/monociti poreklom od pacijenta inkubiraju se ex vivo sa PAP i GM-CSF (fuzioni protein). (2) DĆ date pacijentu prikazuju PAP i aktiviraju anti-PAP CTL koji specifično prepoznaju tumorske ćelije prostate i ubijaju ih (40). The diagram illustrates the two steps involved inSipuleucel-T vaccine production. (1) Patient's DC/monocytes were pulsed ex vivo with recombinant fusion protein made of PAP and GM-CSF. (2) Infused DC activate anti-PAP CTL that recognize target prostate tumor cells and kill them (40). 


Active immunotherapy of cancer: an overview of therapeutic vaccines

Brankica Filipić*, Zorica Stojić-Vukanić 

Summary

Cancer is one of the leading causes of morbidity and mortality worldwide and great efforts are underway to develop new therapeutic protocols. One of the approaches is immunotherapy which uses the immune system and its components to fight against cancer. The two main axes of cancer immunotherapy refer to passive and active treatments. Passive immunotherapy includes administration of tumor-specific antibodies and autologous T cells which destroy tumor cells, while active immunotherapy is directed at inducing the patient´s own antitumor immune responses and refers to cancer vaccines and immune checkpoint inhibitors. Vaccination of tumor-bearing individuals with tumor cells/antigens or autologous dendritic cells pulsed with tumor antigens may result in enhanced antitumor immune response. However, vaccine design is a complex, multi-component task, and the optimal combinations of antigens, adjuvants, delivery methods and routes of administration need to be precisely defined. Active immunotherapy also addresses the immunosuppressive and tolerogenic mechanisms developed by tumors. This review provides an overview of new results from clinical studies of therapeutic cancer vaccines and discusses their implications for the clinical use, alone or in combination with other immunotherapeutic strategies. 

Key words: cancer, active immunotherapy, cancer vaccines
Aktivna imunoterapija malignih tumora: pregled terapijskih vakcina