Як можна контролювати імунні клітини для знищення раку
Розробляючи Т-клітини, що вбивають рак, якими можна неінвазивно маніпулювати за допомогою дистанційного керування, дослідники додали потенційно потужну функцію до вже перспективного типу імунотерапії, відомого як терапія клітин Т-CAR.
Звіт про дослідження, очолюваний Каліфорнійським університетом Сан-Дієго (UCSD), повинен бути опублікований у Праці Національної академії наук.
Імунотерапія, відносно новий підхід до боротьби з раком, маніпулює та зміцнює власну імунну систему пацієнта для усунення пухлин.
Одним із видів імунотерапії, що швидко розвивається, є терапія химерними антигенними Т-клітинами (CAR-клітина).
При терапії Т-клітинами CAR імунні клітини, які називаються Т-клітинами, беруть у людини та генетично модифікують у лабораторії, щоб вони могли ефективніше розпізнавати та вбивати ракові клітини. Потім сконструйовані клітини множаться і повертаються до людини.
Призначений для знищення ракових клітин
Генетично модифікованою частиною Т-клітини є химерний рецептор антигену (CAR). Він містить різні синтетичні елементи, включаючи той, який може розпізнати унікальні особливості пухлинних клітин, відомих як пухлино-асоційовані антигени, і інший, який активує Т-клітину для знищення цілі.
У міру розвитку нових поколінь терапії Т-клітинами CAR, CAR стає все більш досконалим та набуває більшої кількості функцій, включаючи деякі, що підсилюють протипухлинну силу та стійкість модифікованих Т-клітин.
Нещодавно у Сполучених Штатах було затверджено дві терапії CAR T-клітин: одна - для лікування гострого лімфобластного лейкозу у дітей, а інша - для лікування запущеної лімфоми у дорослих.
Однак зараз є занепокоєння щодо того, чи можна цей тип імунотерапії ефективно використовувати для лікування раку із солідними пухлинами, такими як молочна залоза та товста кишка.
Одне занепокоєння полягає в тому, чи можна сконструйовані Т-клітини зробити настільки потужними, щоб подолати опір мікросередовища всередині твердої пухлини до імунних реакцій.
Реньє Дж. Брентьєнс, медичний онколог та ранній піонер терапії Т-клітинами CAR, каже, що потрібна "супер Т-клітина".
Він та його команда з онкологічного центру Memorial Sloan Kettering у Нью-Йорку, Нью-Йорк, працюють над вирішенням проблеми стійкості мікросередовища, яку вони називають "броньованою Т-клітиною CAR".
Механогенетичні особливості, додані до Т-клітин
Ще одне занепокоєння, яке створює виклик для розробників терапії, полягає в тому, що "неспецифічне націлювання Т-клітин CAR проти незлоякісних тканин може загрожувати життю", говорить Пітер Інгсяо Ван, професор біоінженерії в UCSD і один зі старших дослідників нової вивчення.
У своєму звіті журналу проф.Ванг та решта дослідницької групи описують, як вони додали нові функції до терапії Т-клітин CAR, в яких Т-клітини несуть модулі, якими можна маніпулювати для генетичних та клітинних змін за допомогою дистанційно керованого та неінвазивного ультразвуку.
Вони вважають, що нові функції потенційно роблять терапію Т-клітинами CAR більш потужною у боротьбі з раком і з меншою ймовірністю дають несприятливі побічні ефекти.
Вони кажуть, що існує "критична потреба" в інструментах, які можуть працювати таким чином, особливо при перекладі нових експериментальних методів лікування на тварин і людей.
Новий підхід є прикладом механогенетики, яка є новим полем, яке маніпулює механічними властивостями на рівні клітин, щоб змінити експресію генів та функції клітин.
«Безпрецедентна точність та ефективність»
Команда спроектувала CAR на Т-клітинах для перенесення механосенсорів, завантажених мікробульбашками, які вібрують під впливом ультразвукових хвиль.
Мікропухирці активують білок, кодований геном, який називається механічно чутливим іонно-канальним компонентом п’єзотипового типу (PIEZO1). Білок PIEZO1 є "механічно активованим іонним каналом, який пов'язує механічні сили з біологічними сигналами".
Після активації канал PIEZO1 дозволяє іонам кальцію потрапляти в Т-клітину. Ця дія викликає каскад молекулярних реакцій, які включають гени, які допомагають Т-клітині розпізнавати і вбивати ракові клітини.
"Ця робота", - говорить професор Ван, - "в кінцевому підсумку може призвести до безпрецедентної точності та ефективності імунотерапії клітин CAR T проти солідних пухлин, мінімізуючи позапухлинну токсичність".
"CAR-клітинна терапія стає терапевтичним підходом до лікування раку, що змінює парадигму".
Професор Пітер Інсяо Ван
