Команда исследователей под руководством биоинженеров из Технологического института Джорджии расширяет точность и возможности революционной иммунотерапии, которая уже меняет онкологию. Терапия CAR T-клетками приветствуется пациентами, клиническими исследователями, инвесторами и средствами массовой информации как эффективное средство от некоторых видов рака.
CAR T-клеточная терапия включает в себя разработку Т-клеток пациента, типа белых кровяных телец, в лаборатории. Затем добавляется химерный антигенный рецептор (CAR), и эти индивидуализированные иммунные клетки возвращаются в организм пациента, где они ищут и уничтожают раковые клетки . Вот как это работает, когда это работает.
Это новая, развивающаяся и быстро развивающаяся область иммунотерапии, в настоящее время во всем мире проводится более 500 клинических испытаний, посвященных анализу CAR Т-клеток для лечения рака.
«Эти методы лечения оказались чрезвычайно эффективными для пациентов с жидкими опухолями, то есть с опухолями, циркулирующими в крови, такими как лейкемия», - сказал Гейб Квонг, доцент кафедры биомедицинской инженерии Уоллеса Х. Коултера Технологического института Джорджии. Эмори. «К сожалению, для солидных опухолей - сарком, карцином - они не работают. Есть много разных причин, почему. Одна огромная проблема заключается в том, что CAR T-клетки иммуносупрессированы микросредой опухоли».
Квонг и его сотрудники изменяют окружающую среду и вносят некоторые собственные модификации клеток, чтобы улучшить способ борьбы с раком CAR Т-клеток. Они добавили генетический переключатель включения-выключения к клеткам и разработали систему дистанционного управления, которая отправляет модифицированные Т-клетки на точное вторжение в микросреду опухоли, где они убивают опухоль и предотвращают рецидив. И они объясняют все это в исследовании, недавно опубликованном в журнале Nature Biomedical Engineering .
Последнее исследование основано на работе лаборатории по изучению дистанционно контролируемых клеточных терапий, в которых исследователи могут точно воздействовать на опухоли, где бы они ни находились в теле, с локальным выделением тепла. «И это тепло в основном активирует CAR Т-клетки внутри опухолей, преодолевая проблемы иммуносупрессии», - сказал Квонг.
В более раннем исследовании исследователи не лечили опухоли клинически, но теперь они делают это с помощью новой работы. Чтобы сгенерировать тепло в опухоли мыши, они направили лазерные импульсы извне тела животного на то место, где находится опухоль. Золотые наностержни, доставляемые к опухоли, превращают световые волны в локализованное мягкое тепло, повышая температуру до 40-42 Цельсия (104-107,6 F), чего достаточно, чтобы активировать переключатель Т-клеток, но не настолько горячим, чтобы он может повредить здоровую ткань или Т-клетки. После включения клетки начинают работать, увеличивая экспрессию белков, борющихся с раком.
Настоящая новинка, по словам Квонга, заключается в генной инженерии CAR Т-клеток клинического уровня, над чем команда работала последние три года. Теперь, в дополнение к переключателю, который реагирует на тепло, исследователи добавили несколько обновлений к Т-клеткам, перепрограммировав их для производства молекул для стимуляции иммунной системы.
Необходимо точно контролировать локализованное производство этих мощных, сконструированных белков (цитокинов и биспецифических активаторов Т-клеток).
«Эти противораковые белки действительно хороши для стимуляции CAR Т-клеток, но они слишком токсичны, чтобы использовать их вне опухолей», - сказал Квонг. «Они слишком токсичны для системной доставки. Но с нашим подходом мы можем безопасно локализовать эти белки. Мы получаем все преимущества без недостатков».
Последнее исследование показывает, что система вылечила рак у мышей, а подход команды не только уменьшил размер опухолей, но и предотвратил рецидивы, что имеет решающее значение для долгосрочного выживания. Дальнейшие исследования будут посвящены дополнительному приспособлению Т-клеток, а также тому, как тепло будет откладываться в месте опухоли. Мягким лазером нагревали место опухоли. Этого не будет, когда технология перейдет к исследованиям на людях.
«Мы будем использовать сфокусированный ультразвук, который абсолютно неинвазивен и может воздействовать на любой участок тела», - сказал Квонг. «Одним из ограничений лазера является то, что он не проникает очень далеко в тело. Так что, если у вас глубоко укоренившаяся злокачественная опухоль , это будет проблемой. Мы хотим устранить проблемы».
