Jak można kontrolować komórki odpornościowe, aby zabijać raka
Opracowując komórki T zabijające raka, którymi można manipulować w sposób nieinwazyjny za pomocą zdalnego sterowania, naukowcy dodali potencjalnie potężną funkcję do już obiecującego rodzaju immunoterapii, znanej jako terapia komórkami T CAR.
Raport z badania, prowadzony przez Uniwersytet Kalifornijski w San Diego (UCSD), ma zostać opublikowany w Materiały z National Academy of Sciences.
Immunoterapia, stosunkowo nowe podejście do walki z rakiem, manipuluje własnym układem odpornościowym pacjenta i wzmacnia go, aby wyeliminować guzy.
Jednym z szybko pojawiających się rodzajów immunoterapii jest terapia chimerycznymi komórkami T receptora antygenu (limfocyty CAR T).
W terapii limfocytami T CAR komórki odpornościowe zwane limfocytami T są pobierane od człowieka i modyfikowane genetycznie w laboratorium, aby mogły skuteczniej rozpoznawać i zabijać komórki rakowe. Skonstruowane komórki są następnie mnożone i umieszczane z powrotem w osobie.
Zaprojektowany do zabijania komórek rakowych
Zmodyfikowaną genetycznie częścią komórki T jest chimeryczny receptor antygenowy (CAR). Zawiera różne elementy syntetyczne, w tym jeden, który może rozpoznawać unikalne cechy komórek nowotworowych, znane jako antygeny związane z guzem, oraz inny, który aktywuje limfocyty T w celu zabicia celu.
Wraz z rozwojem nowych generacji terapii CAR z limfocytami T CAR stawał się coraz bardziej wyrafinowany i zyskiwał więcej funkcji, w tym takich, które zwiększają moc przeciwnowotworową i trwałość zmodyfikowanych limfocytów T.
Dwie terapie limfocytami T CAR zostały niedawno zatwierdzone w Stanach Zjednoczonych: jedna do leczenia ostrej białaczki limfoblastycznej u dzieci, a druga do leczenia zaawansowanego chłoniaka u dorosłych.
Jednak obecnie istnieją obawy, czy ten rodzaj immunoterapii może być skutecznie stosowany w leczeniu nowotworów z guzami litymi, takich jak rak piersi i okrężnicy.
Jedną z obaw jest to, czy zmodyfikowane komórki T mogą być wystarczająco silne, aby przezwyciężyć oporność mikrośrodowiska wewnątrz guza litego na odpowiedzi immunologiczne.
Renier J. Brentjens, onkolog medyczny i wczesny pionier terapii komórkami T CAR, mówi, że potrzebna jest „super limfocyt T”.
On i jego zespół w Memorial Sloan Kettering Cancer Center w Nowym Jorku, w stanie Nowy Jork, pracują nad rozwiązaniem problemu odporności na mikrośrodowisko, który nazywają „opancerzoną komórką CAR T”.
Funkcje mechanogenetyczne dodane do komórek T.
Innym problemem, który stanowi wyzwanie dla twórców terapii, jest to, że „niespecyficzne celowanie limfocytów CAR T przeciwko niezłośliwym tkankom może zagrażać życiu” - mówi Peter Yingxiao Wang, profesor bioinżynierii na UCSD i jeden ze starszych badaczy zajmujących się nowym nauka.
W swoim artykule w swoim dzienniku prof.Wang i reszta zespołu badawczego opisują, w jaki sposób dodali nowe funkcje do terapii komórkami CAR T, w której komórki T przenoszą moduły, którymi można manipulować w celu wywołania zmian genów i komórek za pomocą zdalnie sterowanych i nieinwazyjnych ultradźwięków.
Uważają, że nowe funkcje potencjalnie zwiększają skuteczność terapii komórkami T CAR w walce z rakiem i zmniejszają prawdopodobieństwo wywoływania niepożądanych skutków ubocznych.
Mówią, że istnieje „krytyczna potrzeba” na narzędzia, które mogą działać w ten sposób, szczególnie w przypadku przekładania nowych eksperymentalnych metod leczenia na zwierzęta i ludzi.
Nowe podejście jest przykładem mechanogenetyki, która jest nową dziedziną, która manipuluje właściwościami mechanicznymi na poziomie komórek w celu zmiany ekspresji genów i funkcji komórki.
„Niespotykana precyzja i wydajność”
Zespół zaprojektował CAR na limfocytach T tak, aby przenosił mechaniczne czujniki załadowane mikropęcherzykami, które wibrują pod wpływem fal ultradźwiękowych.
Mikropęcherzyki aktywują białko kodowane przez gen zwany komponentem 1 mechanicznego kanału jonowego typu piezoelektrycznego (PIEZO1). Białko PIEZO1 to „mechanicznie aktywowany kanał jonowy, który łączy siły mechaniczne z sygnałami biologicznymi”.
Po aktywacji kanał PIEZO1 umożliwia jonom wapnia przedostanie się do komórki T. To działanie wyzwala kaskadę reakcji molekularnych, które włączają geny, które pomagają komórkom T rozpoznawać i zabijać komórki rakowe.
„Ta praca”, mówi prof. Wang, „może ostatecznie doprowadzić do bezprecedensowej precyzji i skuteczności immunoterapii limfocytami T CAR przeciwko guzom litym, przy jednoczesnym zminimalizowaniu toksyczności pozaguzowej”.
„Terapia komórkami T CAR staje się zmieniającym paradygmat podejściem terapeutycznym w leczeniu raka”.
Prof. Peter Yingxiao Wang
