Ученые создают «искусственный лимфатический узел» для борьбы с раком

В экспериментальном исследовании на мышах ученые из Медицинской школы Университета Джона Хопкинса (Johns Hopkins University School of Medicine) сообщают о создании специализированного геля, который действует как лимфатический узел, в котором успешно активируются и размножаются борющиеся с раком Т-клетки иммунной системы. По их мнению, эта работа приближает ученых к внедрению таких искусственных лимфатических узлов и активированию Т-клеток для борьбы с болезнями. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Advanced Materials.

Актуальность проблемы

За последние несколько лет волна открытий продвинула новые методы использования Т-клеток в лечении рака. Чтобы добиться успеха, клетки должны быть подготовлены, чтобы распознавать и реагировать на молекулярные рецепторы, которые усеивают поверхности раковых клеток. Работа по обучению Т-клеток таким образом обычно происходит в лимфатических узлах, которые расположены по всему телу и содержат Т-клетки. Но у пациентов с раком и нарушениями иммунной системы этот процесс обучения является ошибочным или не происходит. Чтобы устранить такие дефекты, современная бустерная терапия Т-клеток требует, чтобы врачи удаляли Т-клетки из крови пациента с раком и вводили клетки обратно в пациента после генетической инженерии или активации клеток в лаборатории, чтобы они распознавали рак. Один из таких методов лечения, называемый CAR-T-терапией, является дорогостоящим и доступен только в специализированных центрах с лабораториями, способными справиться со сложной задачей инженерии T-клеток. Кроме того, обычно на культивирование Т-клеток в лабораториях уходит около 6-8 недель, и после повторного введения в организм клетки долго не сохраняются в организме пациента, поэтому последствия лечения могут быть кратковременными.

Новая работа представляет собой попытку ученых из Медицинской школы Университета Джона Хопкинса найти более эффективный способ конструирования Т-клеток.

«Мы считаем, что среда Т-клеток очень важна. Биологический процесс невозможно произвести в пластиковых чашках; это происходит в тканях», — говорит автор исследования Джон Хикки (John Hickey).

Материалы и методы обследования

Чтобы сделать среду сконструированных Т-клеток биологически реалистичной, Хикки с соавторами исследования пытался использовать желеобразный полимер, или гидрогель, в качестве платформы для Т-клеток. В гидрогель ученые добавили 2 типа сигналов, которые стимулируют и «обучают» Т-клетки уничтожать чужеродные патогены. В следующей серии экспериментов ученые вводили Т-клетки, сконструированные либо в мягких гидрогелях, либо в пластиковых культуральных чашках, мышам, которым имплантировали меланому, смертельную форму рака кожи. 

Результаты научной работы

В экспериментах Т-клетки, активированные на гидрогеле, продуцировали на 50% больше молекул, называемых цитокинами, маркеры активации, чем Т-клетки, культивированные в пластиковых чашках Петри. Поскольку гидрогели можно изготавливать по заказу, ученые создали и протестировали целый ряд гидрогелей.

«Одним из удивительных открытий было то, что Т-клетки предпочитают очень мягкую среду, подобную взаимодействию с отдельными клетками, а не плотно упакованной тканью», — говорит Хикки.

Более 80% Т-клеток на мягкой поверхности размножались лучше, по сравнению с Т-клетками на гидрогеле самого твердого типа. Когда ученые поместили Т-клетки в мягкий гидрогель, они обнаружили, что количество Т-клеток увеличилось с нескольких клеток до примерно 150 000 клеток — достаточно для использования в терапии рака — в течение 7 дней. Напротив, когда ученые использовали другие традиционные методы для стимуляции и размножения Т-клеток, они смогли культивировать только 20 000 клеток в течение 7 дней. Опухоли у мышей с T-клетками, культивируемыми на гидрогелях, оставались стабильными по размеру, а некоторые мыши выживали более 40 дней. Напротив, опухоли росли у большинства мышей, которым инъецировали Т-клетки, культивируемые в пластиковых чашках, и ни одна из этих мышей не проживала более 30 дней.

Выводы

«По мере того, как мы совершенствуем гидрогель и воспроизводим основные свойства природной среды, включая химические факторы роста, которые привлекают борющиеся с раком Т-клетки и другие сигналы, мы в конечном итоге сможем разработать искусственные лимфатические узлы для регенеративной иммунологической терапии», — говорит Джон Хикки.

Авторы другого исследования утверждают, что иммунные клетки помогают раковой опухоли избежать защитных сил организма.

Приглашаем подписаться на наш канал в Яндекс Дзен


 
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Руслан Хусаинов/ автор статьи
Должность - Главный редактор, автор статьей E-mail для связи - [email protected] Врач - ультразвуковой диагностики, детский травматолог-ортопед  г. Санкт-Петербург.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: