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.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
