Preparação, características, toxicidade e avaliação da eficácia da vacina contra tumores em nanoemulsão automontada nasal in vitro e in vivo

Como uma das inovações de saúde pública mais críticas, as vacinas desempenham um papel fundamental no combate à carga global de doenças humanas¹. Por exemplo, atualmente, mais de 120 vacinas candidatas para doenças COVID-19 estão sendo testadas, algumas das quais foram aprovadas em muitos países². Relatos recentes afirmam que as vacinas contra o câncer têm efetivamente melhorado o progresso dos tratamentos clínicos do câncer, pois direcionam o sistema imunológico de pacientes com câncer a reconhecer antígenos como estranhos ao corpo³. Além disso, múltiplos epítopos de células T localizados dentro ou fora de células tumorais podem ser usados para projetar vacinas peptídicas, que têm mostrado vantagens no tratamento de cânceres metastáticos devido à falta de toxicidade significativa associada à radioterapia e quimioterapia ^4,5. Desde meados da década de 1990, ensaios pré-clínicos e clínicos para tratamento tumoral têm sido conduzidos principalmente utilizando vacinas antipeptídicas, mas poucas vacinas exibem efeito terapêutico adequado em pacientes com^câncer6. Além disso, as vacinas contra o câncer com epítopos peptídicos apresentam baixa imunogenicidade e insuficiente eficiência de liberação, o que pode ser devido à rápida degradação de peptídeos extracelulares que se difundem rapidamente do local de administração, o que leva à captação insuficiente de antígenos pelas células imunes⁷. Portanto, é necessário superar esses obstáculos com a tecnologia de entrega de vacinas.

OVA 257-264, o epítopo_257-264 de ligação MHC classe I expresso como uma proteína de fusão, é um epítopo modelo frequentemente usado⁸. Além disso, o OVA_257-264 é crucial para a resposta imune adaptativa contra tumores, que depende da resposta citotóxica de linfócitos T (CTL). É mediada por células T CD8⁺ antígeno-específicas no tumor, que são induzidas pelo peptídeo OVA_257-264 . Caracteriza-se pela insuficiência de granzima B, que é liberada por células T citotóxicas, levando à apoptose das células-alvo⁸. No entanto, a administração livre do peptídeo OVA_257-264 pode induzir pouca atividade da CTL porque a captação desses antígenos ocorre em células inespecíficas em vez de células apresentadoras de antígenos (APCs). A deficiência de estimulação imunológica adequada resulta em atividade da CTL⁵. Portanto, a indução de atividade eficaz da CTL exige avanços consideráveis.

Devido à barreira proporcionada pelas células epiteliais e à secreção contínua de muco, antígenos vacinais são rapidamente removidos da mucosa^nasal9,10. O desenvolvimento de um vetor vacinal eficiente que possa atravessar o tecido mucoso é crucial, pois as células apresentadoras de antígenos estão situadas sob o epitélio^mucoso9. A injeção intranasal de vacinas teoricamente induz imunidade da mucosa para combater a infecção da mucosa¹¹. Além disso, a administração nasal é um método eficaz e seguro de administração de vacinas, devido à sua conveniência, à evitação da administração intestinal e à melhor adesão do paciente⁷. Portanto, a liberação nasal é um bom meio de administração para a nova nanovacina de epítopos peptídicos.

Vários biomateriais sintéticos foram desenvolvidos para combinar epítopos de interações célula-tecido e célula-célula. Certas proteínas bioativas, como Ile-Lys-Val-Ala-Val (IKVAV), foram introduzidas como parte da estrutura do hidrogel para conferir bioatividade¹². Este peptídeo provavelmente contribui para a ligação celular, migração, e crescimento¹³ e liga integrinas α 3β1 e α_6β1 para interagir com diferentes tipos de células cancerosas. O IKVAV é um peptídeo de adesão celular derivado da cadeia 1 da proteína da membrana basal da laminina α_que foi originalmente utilizado para modelar o microambiente neural e causar a diferenciação neuronal¹⁴. Portanto, encontrar um veículo de entrega eficiente para esta nova vacina é importante para o controle da doença.

Sistemas de emulsão recentemente relatados, como W805EC e MF59, também têm sido compostos para a liberação na cavidade nasal de vacina inativada contra influenza ou antígeno de superfície recombinante da hepatite B e ilustrados para desencadear imunidade tanto da mucosa quanto da^sistêmica15. As nanoemulsões (NEs) têm as vantagens de fácil administração e conveniente co-formação com adjuvantes efetivos em comparação com sistemas de liberação de mucosa particulada¹⁶. Tem sido relatado que as vacinas em nanoemulsão alteram o fenótipo alérgico de forma sustentada, diferente da dessensibilização tradicional, o que resulta em efeitos supressivos de longo prazo¹⁷. Outros relataram que nanoemulsões combinadas com antígenos imunodominantes específicos para o M. tuberculosis poderiam induzir respostas celulares potentes da mucosa e conferir proteção significativa¹⁸. Portanto, uma nova nanovacina auto-montada intranasal com o peptídeo sintético IKVAV-OVA 257-264 (I-OVA, o peptídeo que consiste em IKVAV ligado ao OVA_257-264) foi projetada. É importante avaliar esta nova nanovacina sistematicamente.

O objetivo deste protocolo é avaliar sistematicamente as características físico-químicas, toxicidade e estabilidade da nanovacina, detectar se a captação do antígeno e os efeitos protetores e terapêuticos são potencializados por meios técnicos e elaborar os principais conteúdos experimentais. Neste estudo, estabelecemos uma série de protocolos para estudar as características físico-químicas e a estabilidade, determinar a magnitude da toxicidade do I-OVA NE para células BEAS-2B por CCK-8, e observar a capacidade de apresentação de antígenos de células BEAS-2B para a vacina usando microscopia confocal, avaliar os perfis de liberação desta nova nanovacina in vivo e in vitro, e detectar o efeito protetor e terapêutico desta vacina usando um modelo de camundongo portador de tumor E.G7-OVA.