Vắc xin nano hoạt động để đáp ứng phản ứng miễn dịch chống lại khối u về cơ bản bao gồm hai thành phần: một thành phần cung cấp vắc xin đến chính vị trí hạch bạch huyết, nơi hệ miễn dịch được kích hoạt; và một thành phần kích hoạt các tế bào miễn dịch để mở rộng và nhằm vào khối u cụ thể.

Một số vắc xin nano được thiết kế, mỗi vắc xin có một kháng nguyên khác nhau - thành phần kích thích các tế bào miễn dịch tấn công một loại khối u cụ thể. Đối với mỗi kháng nguyên, các kỹ sư cũng đã bổ sung phân tử thuốc nhuộm nhỏ được gọi là Evans blue (EB) để liên kết với albumin trong cơ thể và đã được sử dụng gần 1 thế kỷ để nghiên cứu các protein liên kết với albumin. Tổ hợp vắc xin-EB được gọi là AlbiVax (vắc-xin liên kết albumin) vì nó liên kết trực tiếp với albumin. Vắc xin nano cũng bao gồm một đoạn ADN nhỏ liên kết với EB; ADN là "tín hiệu nguy hiểm" đối với hệ miễn dịch và làm cho phản ứng miễn dịch diễn ra mạnh hơn.

Vì vậy, công thức hoàn chỉnh bao gồm một kháng nguyên và phân đoạn ADN, cả hai đều liên kết với EB. Sau khi tiêm, cả hai thành phần đều liên kết với albumin, đó là lý do vắc xin được coi như “tự lắp ghép”. Sau đó, albumin mang kháng nguyên và ADN được cung cấp cho các hạch bạch huyết, nơi kháng nguyên kích hoạt các tế bào miễn dịch nhằm vào khối u và ADN tăng cường hoạt động đó, tối ưu hóa tấn công miễn dịch.

Tác dụng chống khối u của vắc xin nano AlbiVax
Vắc xin đã được thử nghiệm trên một số loại khối u. Trong thí nghiệm, chuột không có khối u đã được tiêm chủng ngừa các tế bào khối u tuyến ức. Chuột đã được tiêm 3 lần cách nhau 2 tuần.

Vào ngày thứ 70, liều lượng lớn các tế bào khối u đã được tiêm vào 7 con chuột đã tiêm chủng. Năm trong số bảy con chuột sống sót hơn bốn tháng. Năm con chuột đó lại được tiêm thêm một liều lượng lớn tế bào khối u khác và bốn trong số 5 con chuột sống được hơn sáu tháng. Các xét nghiệm máu cho thấy bốn tháng sau lần tiêm chủng cuối cùng, những con chuột vẫn còn có các tế bào miễn dịch tuần hoàn, đặc biệt tiêu diệt các tế bào ung thư tuyến ức.

Vắc xin nanocomplex AlbiVax cũng được thiết kế để chống lại dòng tế bào ung thư đại tràng ở người. Các tế bào ung thư đại tràng được tiêm cho chuột có khối u xuất hiện ở nhiều bộ phận khác nhau. Hầu hết các khối u đều nằm trong phổi, do đó, hệ thống này là một mô hình thể hiện rõ nét các tế bào ung thư đại tràng xâm lấn vào phổi. Chuột được cung cấp vắc xin sáu ngày sau khi khối ung thư phổi hình thành. Trong thí nghiệm, chuột cũng được xử lý bằng kháng thể có tên là anti-PD-1, để chống lại các ảnh hưởng của protein PD-1 xuất hiện trên bề mặt của một số khối u và làm chậm lại cuộc tấn công miễn dịch. Trong trường hợp này, sự kết hợp của vắc xin và kháng thể anti-PD-1, dẫn đến sự biến mất hoàn toàn khối u phổi ở 6 trong số 10 con chuột trong vòng 4 tháng.

Nhóm nghiên cứu đặc biệt lạc quan về khả năng miễn dịch kéo dài có được nhờ hệ thống AlbiVax, như là bằng chứng về hoạt động chống khối u liên tục kéo dài đến sáu tháng. Đây là thời gian dài nhất trong các thử nghiệm này và thể hiện một phần quan trọng trong tuổi thọ của chuột, khoảng hai năm.

TS. Guizhi Zhu, đồng tác giả nghiên cứu kết luận: "Albumin là protein thú vị và đã được nghiên cứu trong hơn 40 năm qua để phân phối thuốc bằng các công nghệ khác nhau. So với các công nghệ liên kết albumin, công nghệ độc quyền của chúng tôi đã được phát triển thông qua sử dụng EB an toàn về mặt lâm sàng, khiến công nghệ rất triển vọng cho chuyển đổi lâm sàng. Bằng cách tổng hợp vắc xin liên kết albumin, công nghệ của chúng tôi có thể được áp dụng cho hầu hết mọi vắc xin phân tử hoặc liệu pháp phân tử”.