Jak lze regulovat imunitní buňky k zabíjení rakoviny
Vědci vytvořením T lymfocytů zabíjejících rakovinu, s nimiž lze neinvazivně manipulovat dálkovým ovládáním, přidali potenciálně účinnou funkci k již slibnému typu imunoterapie známému jako CAR T buněčná terapie.
Zpráva o studii, kterou vede Kalifornská univerzita v San Diegu (UCSD), má být zveřejněna v Sborník Národní akademie věd.
Imunoterapie, relativně nový přístup k boji proti rakovině, manipuluje a posiluje vlastní imunitní systém pacienta k eliminaci nádorů.
Jedním typem imunoterapie, který se rychle objevuje, je terapie T buňkami s chimérickým receptorem antigenu (CAR T buňkou).
Při terapii CAR T buňkami jsou imunitní buňky zvané T buňky odebrány člověku a geneticky upraveny v laboratoři, aby mohly účinněji rozpoznávat a zabíjet rakovinné buňky. Vytvořené buňky se poté rozmnoží a vloží zpět do osoby.
Navrženo k zabíjení rakovinných buněk
Geneticky modifikovanou částí T buňky je receptor chimérického antigenu (CAR). Obsahuje různé syntetické prvky, včetně jednoho, který dokáže rozpoznat jedinečné rysy nádorových buněk známých jako nádorově asociované antigeny, a druhého, který aktivuje T buňku k usmrcení cíle.
S vývojem nových generací terapie T buňkami CAR se CAR stává stále sofistikovanějším a získává více funkcí, včetně těch, které posilují protinádorovou sílu a perzistenci modifikovaných T buněk.
Ve Spojených státech byly nedávno schváleny dvě terapie T buňkami CAR: jedna pro léčbu akutní lymfoblastické leukémie u dětí a druhá pro léčbu pokročilého lymfomu u dospělých.
Nyní však existují obavy, zda lze tento typ imunoterapie účinně použít k léčbě rakoviny se solidními nádory, jako jsou nádory prsu a tlustého střeva.
Jednou z obav je, zda mohou být upravené T buňky dostatečně silné, aby překonaly odpor, který má mikroprostředí uvnitř solidního nádoru na imunitní odpovědi.
Renier J. Brentjens, lékařský onkolog a první průkopník terapie T buňkami CAR, říká, že je potřeba „super T buňka“.
On a jeho tým v Memorial Sloan Kettering Cancer Center v New Yorku, NY, pracují na řešení problému odolnosti vůči mikroprostředí, kterému říkají „obrněná CAR T buňka“.
Mechanogenetické vlastnosti přidané k T buňkám
Další obavou, která pro vývojáře terapie představuje výzvu, je to, že „nespecifické cílení buněk CAR T na nemaligní tkáně může být život ohrožující,“ říká Peter Yingxiao Wang, profesor bioinženýrství na UCSD a jeden z vedoucích vyšetřovatelů nových studie.
Ve své deníkové zprávě prof.Wang a zbytek studijního týmu popisují, jak přidali nové funkce do terapie T buňkami CAR, ve kterých T buňky nesou moduly, s nimiž lze manipulovat tak, aby produkovaly změny genů a buněk prostřednictvím dálkově ovládaného a neinvazivního ultrazvuku.
Věří, že nové funkce potenciálně zvyšují účinnost CAR T buněčné terapie v boji proti rakovině a snižují pravděpodobnost nežádoucích vedlejších účinků.
Říká se, že existuje „kritická potřeba“ nástrojů, které mohou fungovat tímto způsobem, zejména při převádění nových experimentálních způsobů léčby na zvířata a lidi.
Nový přístup je příkladem mechanogenetiky, což je nové pole, které manipuluje s mechanickými vlastnostmi na úrovni buněk, aby změnilo genovou expresi a buněčné funkce.
„Bezprecedentní přesnost a účinnost“
Tým zkonstruoval CAR na T buňkách tak, aby nesl mechanické senzory nabité mikrobublinami, které vibrují při vystavení ultrazvukovým vlnám.
Mikrobubliny aktivují protein kódovaný genem zvaným Piezo Type Mechanosensitive Ion Channel Component 1 (PIEZO1). Protein PIEZO1 je „mechanicky aktivovaný iontový kanál, který spojuje mechanické síly s biologickými signály.“
Jakmile je aktivován, kanál PIEZO1 umožňuje iontům vápníku vstoupit do T buňky. Tato akce spouští kaskádu molekulárních reakcí, které zapínají geny, které pomáhají T buňkám rozpoznat a zabíjet rakovinné buňky.
"Tato práce," říká profesor Wang, "by v konečném důsledku mohla vést k bezprecedentní přesnosti a účinnosti imunoterapie CAR T buňkami proti solidním nádorům při minimalizaci mimotumorové toxicity."
"Terapie T buňkami CAR se stává paradigmatickým terapeutickým přístupem k léčbě rakoviny."
Prof. Peter Yingxiao Wang
