Каким образом можно контролировать иммунные клетки, чтобы убить рак
Создав убивающие рак Т-клетки, которыми можно управлять неинвазивно с помощью дистанционного управления, исследователи добавили потенциально мощную функцию к уже многообещающему типу иммунотерапии, известному как терапия Т-клетками CAR.
Отчет об исследовании, проведенном Калифорнийским университетом в Сан-Диего (UCSD), должен быть опубликован в Труды Национальной академии наук.
Иммунотерапия, относительно новый подход к борьбе с раком, манипулирует и укрепляет собственную иммунную систему пациента для устранения опухолей.
Одним из быстро развивающихся видов иммунотерапии является терапия химерными антигенными рецепторами Т-лимфоцитов (CAR-Т-лимфоцитами).
В терапии CAR Т-клетками иммунные клетки, называемые Т-клетками, берутся у человека и генетически модифицируются в лаборатории, чтобы они могли более эффективно распознавать и уничтожать раковые клетки. Затем сконструированные клетки размножаются и возвращаются человеку.
Создан для уничтожения раковых клеток
Генетически модифицированной частью Т-клетки является рецептор химерного антигена (CAR). Он содержит различные синтетические элементы, в том числе один, который может распознавать уникальные особенности опухолевых клеток, известный как антигены, связанные с опухолью, и другой, который активирует Т-лимфоциты, чтобы убить цель.
По мере разработки новых поколений терапии CAR Т-клетками, CAR становился все более изощренным и приобретал больше функций, в том числе таких, которые повышают противоопухолевую силу и устойчивость модифицированных Т-клеток.
В Соединенных Штатах недавно были одобрены два метода лечения CAR-Т-клетками: один для лечения острого лимфобластного лейкоза у детей, а другой - для лечения прогрессирующей лимфомы у взрослых.
Однако в настоящее время возникают опасения относительно того, можно ли эффективно использовать этот тип иммунотерапии для лечения рака с солидными опухолями, например рака груди и толстой кишки.
Одна из проблем заключается в том, можно ли сконструированные Т-клетки сделать достаточно мощными, чтобы преодолеть сопротивление, которое микроокружение внутри солидной опухоли имеет иммунным ответам.
Ренье Дж. Брентьенс, медицинский онколог и один из первых пионеров терапии CAR-Т-клетками, говорит, что необходимы «супер-Т-клетки».
Он и его команда из Мемориального онкологического центра им. Слоуна Кеттеринга в Нью-Йорке работают над решением проблемы сопротивления микросреды, которую они называют «бронированной Т-клеткой CAR».
Т-лимфоцитам добавлены механогенетические особенности
Еще одна проблема, которая создает проблему для разработчиков терапии, заключается в том, что «неспецифическое нацеливание CAR-Т-клеток на доброкачественные ткани может быть опасным для жизни», - говорит Питер Инсяо Ван, профессор биоинженерии из Калифорнийского университета в США и один из старших исследователей нового изучать.
В своем журнальном отчете проф.Ван и остальные члены исследовательской группы описывают, как они добавили новые функции в терапию CAR Т-клетками, в которой Т-клетки несут модули, которыми можно манипулировать, чтобы производить изменения генов и клеток с помощью дистанционно контролируемого и неинвазивного ультразвука.
Они считают, что новые функции потенциально делают терапию CAR-Т-клетками более эффективной в борьбе с раком и с меньшей вероятностью вызывают побочные эффекты.
Они говорят, что существует «острая потребность» в инструментах, которые могут работать таким образом, особенно при внедрении новых экспериментальных методов лечения на животных и людей.
Новый подход является примером механогенетики, новой области, которая управляет механическими свойствами на уровне клеток, чтобы изменить экспрессию генов и функции клеток.
«Беспрецедентная точность и эффективность»
Команда разработала CAR на Т-клетках, чтобы нести механодатчики, наполненные микропузырьками, которые вибрируют при воздействии ультразвуковых волн.
Микропузырьки активируют белок, кодируемый геном, называемым компонентом 1 механочувствительного ионного канала пьезотипа (PIEZO1). Белок PIEZO1 - это «механически активируемый ионный канал, который связывает механические силы с биологическими сигналами».
После активации канал PIEZO1 позволяет ионам кальция проникать в Т-лимфоциты. Это действие запускает каскад молекулярных реакций, которые включают гены, которые помогают Т-клетке распознавать и убивать раковые клетки.
«Эта работа, - говорит профессор Ван, - в конечном итоге может привести к беспрецедентной точности и эффективности CAR-Т-клеточной иммунотерапии против солидных опухолей при минимизации токсичности вне опухолей».
«CAR Т-клеточная терапия становится терапевтическим подходом, меняющим парадигму лечения рака».
Проф. Питер Инсяо Ван
