Как имунните клетки могат да бъдат контролирани, за да убият рака
Чрез инженеринг на Т-клетки за убиване на рак, които могат да бъдат манипулирани неинвазивно чрез дистанционно управление, изследователите са добавили потенциално мощна функция към вече обещаващия тип имунотерапия, известна като терапия с Т-клетки на CAR.
Доклад за изследването, ръководено от Калифорнийския университет в Сан Диего (UCSD), трябва да бъде публикуван в Известия на Националната академия на науките.
Имунотерапията, сравнително нов подход за борба с рака, манипулира и укрепва собствената имунна система на пациента, за да елиминира туморите.
Един вид имунотерапия, която се появява бързо, е терапията с химерни антигенни Т-клетки (CAR T клетки).
При терапията с Т-клетки на CAR имунните клетки, наречени Т-клетки, се вземат от човек и се генетично модифицират в лабораторията, за да могат по-ефективно да разпознават и убиват раковите клетки. След това инженерните клетки се умножават и се връщат обратно в човека.
Проектиран да убива раковите клетки
Генетично модифицираната част на Т-клетката е химерен антигенен рецептор (CAR). Той съдържа различни синтетични елементи, включително един, който може да разпознае уникалните характеристики на туморните клетки, известни като тумор-свързани антигени, и друг, който активира Т-клетката, за да убие целта.
Тъй като са разработени нови поколения CAR Т-клетъчна терапия, CAR става все по-усъвършенствана и придобива повече функции, включително някои, които повишават антитуморната сила и устойчивост на модифицираните Т-клетки.
Наскоро в Съединените щати бяха одобрени две терапии с CAR T клетки: една за лечение на остра лимфобластна левкемия при деца и друга за лечение на напреднал лимфом при възрастни.
Сега обаче има опасения дали този вид имунотерапия може да се използва ефективно за лечение на рак със солидни тумори, като тези на гърдата и дебелото черво.
Един проблем е дали инженерните Т клетки могат да бъдат направени достатъчно мощни, за да преодолеят съпротивлението, което микросредата в солиден тумор има към имунните реакции.
Renier J. Brentjens, медицински онколог и ранен пионер в CAR T клетъчната терапия, казва, че това, което е необходимо, е „супер Т клетка“.
Той и екипът му от Центъра за раково заболяване Memorial Sloan Kettering в Ню Йорк, Ню Йорк, работят по решение на проблема с устойчивостта на микросредата, който наричат „бронирана CAR T клетка“.
Механогенетични характеристики, добавени към Т клетки
Друга загриженост, която създава предизвикателство за разработчиците на терапията, е, че „неспецифичното насочване на CAR T клетки към немагнитни тъкани може да бъде животозастрашаващо“, казва Питър Yingxiao Wang, професор по биоинженерство в UCSD и един от старшите изследователи на новия проучване.
В доклада си от списанието проф.Уанг и останалата част от изследователския екип описват как са добавили нови функции към CAR T клетъчната терапия, при които Т клетките носят модули, които могат да бъдат манипулирани за генериране на генни и клетъчни промени чрез дистанционно контролиран и неинвазивен ултразвук.
Те вярват, че новите функции потенциално правят CAR T клетъчната терапия по-мощна в борбата с рака и по-малко вероятно да доведе до нежелани странични ефекти.
Те казват, че има „критична нужда“ от инструменти, които могат да работят по този начин, особено когато се превеждат нови експериментални лечения върху животни и хора.
Новият подход е пример за механогенетика, което е ново поле, което манипулира механичните свойства на нивото на клетките, за да промени генната експресия и клетъчните функции.
„Безпрецедентна точност и ефективност“
Екипът проектира CAR на Т клетките, за да носи механични сензори, заредени с микромехурчета, които вибрират при излагане на ултразвукови вълни.
Микромехурчетата активират протеин, кодиран от ген, наречен Piezo тип Mechanosensitive Ion Channel Component 1 (PIEZO1). Протеинът PIEZO1 е „механично активиран йонен канал, който свързва механичните сили с биологичните сигнали“.
Веднъж активиран, каналът PIEZO1 позволява на калциевите йони да навлязат в Т-клетката. Това действие предизвиква каскада от молекулни реакции, които включват гени, които помагат на Т-клетката да разпознава и убива раковите клетки.
„Тази работа“, казва проф. Уанг, „в крайна сметка може да доведе до безпрецедентна точност и ефективност в CAR T клетъчната имунотерапия срещу солидни тумори, като същевременно минимизира извънтуморната токсичност“.
"CAR T клетъчната терапия се превръща в променящ парадигмата терапевтичен подход за лечение на рак."
Проф. Питър Инсяо Ван
