Ako je možné riadiť imunitné bunky tak, aby ničili rakovinu
Vedci vyvinuli T bunky zabíjajúce rakovinu, s ktorými je možné neinvazívne manipulovať diaľkovým ovládaním, a pridali tak potenciálne účinnú funkciu k už sľubnému typu imunoterapie známej ako terapia T bunkami.
Správa o štúdii, ktorú vedie Kalifornská univerzita v San Diegu (UCSD), má byť uverejnená v Zborník prác Národnej akadémie vied.
Imunoterapia, relatívne nový prístup v boji proti rakovine, manipuluje a posilňuje vlastný imunitný systém pacienta, aby eliminoval nádory.
Jedným typom imunoterapie, ktorá sa rýchlo objavuje, je terapia T bunkami s chimérickým receptorom antigénu (CAR T bunkou).
Pri terapii T bunkami CAR sú imunitné bunky nazývané T bunky odoberané osobe a geneticky modifikované v laboratóriu, aby mohli efektívnejšie rozpoznávať a zabíjať rakovinové bunky. Vytvorené bunky sa potom rozmnožia a vrátia späť do osoby.
Určené na zabíjanie rakovinových buniek
Geneticky modifikovanou časťou T bunky je chimérický antigénový receptor (CAR). Obsahuje rôzne syntetické prvky, vrátane jedného, ktorý dokáže rozpoznať jedinečné vlastnosti nádorových buniek známych ako antigény spojené s nádorom, a druhého, ktorý aktivuje T-bunku na usmrtenie cieľa.
S vývojom nových generácií terapie T bunkami CAR sa CAR stáva čoraz sofistikovanejšou a získava viac funkcií, vrátane tých, ktoré zvyšujú protinádorovú silu a perzistenciu modifikovaných T buniek.
V Spojených štátoch boli nedávno schválené dve terapie T bunkami CAR: jedna na liečbu akútnej lymfoblastickej leukémie u detí a druhá na liečbu pokročilého lymfómu u dospelých.
Teraz však existujú obavy, či je možné tento typ imunoterapie účinne použiť na liečbu rakoviny so solídnymi nádormi, napríklad s rakovinou prsníka a hrubého čreva.
Jednou z obáv je, či vyrobené T bunky môžu alebo nemôžu byť dostatočne silné na prekonanie odolnosti mikroprostredia vo vnútri pevného nádoru voči imunitným reakciám.
Renier J. Brentjens, lekársky onkológ a prvý priekopník terapie T bunkami CAR, tvrdí, že je potrebný „super T bunka“.
Spolu so svojím tímom v Memorial Sloan Kettering Cancer Center v New Yorku, NY, pracuje na riešení problému odolnosti voči mikroprostrediu, ktorý nazývajú „obrnený CAR T článok“.
Mechanogenetické vlastnosti pridané k T bunkám
Ďalšou obavou, ktorá predstavuje výzvu pre vývojárov liečby, je to, že „nešpecifické zameranie buniek CAR T na nemalígne tkanivá môže byť životu nebezpečné,“ hovorí Peter Yingxiao Wang, profesor bioinžinierstva na UCSD a jeden z vedúcich výskumných pracovníkov v oblasti nových štúdium.
Vo svojej časopiseckej správe prof.Wang a zvyšok študijného tímu popisujú, ako pridali nové funkcie do terapie T bunkami CAR, v ktorej T bunky nesú moduly, s ktorými je možné manipulovať tak, aby produkovali zmeny génov a buniek pomocou diaľkovo ovládaného a neinvazívneho ultrazvuku.
Veria, že nové vlastnosti potenciálne zvyšujú účinnosť terapie CAR T bunkami v boji proti rakovine a znižujú pravdepodobnosť nepriaznivých vedľajších účinkov.
Tvrdia, že existuje „kritická potreba“ nástrojov, ktoré môžu fungovať týmto spôsobom, najmä pri transformácii nových experimentálnych spôsobov liečby na zvieratá a ľudí.
Nový prístup je príkladom mechanogenetiky, čo je nové pole, ktoré manipuluje s mechanickými vlastnosťami na úrovni buniek, aby zmenilo génovú expresiu a bunkové funkcie.
„Bezprecedentná presnosť a účinnosť“
Tím skonštruoval CAR na T bunkách tak, aby niesli mechanické senzory nabité mikrobublinami, ktoré vibrujú pri vystavení ultrazvukovým vlnám.
Mikrobubliny aktivujú proteín kódovaný génom nazývaným Piezo Type Mechanosensitive Ion Channel Component 1 (PIEZO1). Proteín PIEZO1 je „mechanicky aktivovaný iónový kanál, ktorý spája mechanické sily s biologickými signálmi.“
Po aktivácii kanál PIEZO1 umožňuje vápnikovým iónom vstúpiť do T bunky. Táto akcia spúšťa kaskádu molekulárnych reakcií, ktoré zapínajú gény, ktoré pomáhajú T bunkám rozpoznávať a zabíjať rakovinové bunky.
"Táto práca," hovorí profesor Wang, "by v konečnom dôsledku mohla viesť k bezprecedentnej presnosti a účinnosti imunoterapie bunkami T T bunkami proti solídnym nádorom pri minimálnej toxicite mimo nádoru."
"Liečba CAR T bunkami sa stáva terapeutickým prístupom k liečbe rakoviny, ktorý mení paradigmy."
Prof. Peter Yingxiao Wang
