Nanocząsteczki zwiększają odporność komórek immunologicznych

Anonim

Zaprogramowanie układu odpornościowego organizmu na atak komórek nowotworowych miało obiecujące wyniki w leczeniu nowotworów krwi, takich jak chłoniak i białaczka. Ta taktyka okazała się trudniejsza w przypadku guzów litych, takich jak rak piersi lub płuc, ale naukowcy z MIT opracowali nowy sposób na wzmocnienie odpowiedzi immunologicznej przeciwko guzom litym.

Opracowując "plecaki" nanocząstek, które utrzymują leki pobudzające układ odpornościowy i dołączając je bezpośrednio do komórek T, inżynierowie MIT wykazali w badaniu myszy, że mogą one wzmocnić aktywność komórek T bez szkodliwych skutków ubocznych. U ponad połowy leczonych zwierząt guzy zniknęły całkowicie.

"Stwierdziliśmy, że możesz znacznie poprawić skuteczność terapii limfocytami T za pomocą leków z plecakiem, które pomagają komórkom T dawcy przetrwać i działać skuteczniej, a co ważniejsze, osiągnęliśmy to bez żadnej toksyczności, jaką widzisz przy systematycznym wstrzykiwaniu leków. - mówi Darrell Irvine, profesor inżynierii biologicznej oraz inżynierii materiałowej i inżynieryjnej, członek Instytutu Integracji Raka w MIT oraz starszy autor badania.

Irvine jest jednym ze współzałożycieli firmy Torque Biotherapeutics, która planuje rozpocząć badania kliniczne tego podejścia tego lata. Głównymi autorami artykułu, który ukazał się w 9 lipca w Nature Biotechnology, są dawni MIT postdoc Li Tang, który jest teraz w Szwajcarskim Federalnym Instytucie Technologii (EPFL), a także były student absolwenta MIT, Yiran Zheng.

Wykorzystanie systemu odpornościowego

Komórki T są wyspecjalizowanymi komórkami odpornościowymi, które wędrują po ciele, identyfikując i zabijając zainfekowane komórki. Naukowcy zajmujący się rakiem od dawna zaintrygowani są możliwością wykorzystania tych komórek odpornościowych do niszczenia nowotworów, poprzez podejście zwane terapią adoptywną limfocytów T. Aby to osiągnąć, naukowcy muszą być w stanie stworzyć duże populacje komórek T, które rozpoznają i atakują guz.

"Ogólną ideą jest hodowanie dużej liczby limfocytów T, które są specyficzne dla guza, a następnie podawanie ich pacjentom" - mówi Irvine.

Badacze opracowali dwa podstawowe sposoby tworzenia populacji komórek T, które mogą atakować nowotwory. Jednym z nich jest usunięcie komórek T specyficznych względem nowotworu z biopsji guza, hodowanie ich w naczyniu laboratoryjnym, a następnie oddanie pacjentowi. Drugim jest pobieranie krążących komórek T z krwi pacjenta i modyfikowanie ich genetycznie tak, aby celowały one w białko znajdujące się na powierzchni komórki nowotworowej lub wystawiać je na białka nowotworowe w nadziei, że komórki T staną się aktywowane przeciwko tym białkom.

Metody te wykazały pewną skuteczność w zwalczaniu chłoniaków i białaczek, ale okazało się, że trudno jest wytworzyć silną odpowiedź immunologiczną przeciwko guzom litym. Naukowcy próbowali zwiększyć odpowiedź na guzy lite poprzez wstrzykiwanie leków stymulujących odpowiedź immunologiczną, zwanych cytokinami, wraz z limfocytami T. Jednak leki te mają szkodliwe skutki uboczne, w tym zapalenie, ponieważ mają tendencję do stymulowania każdej komórki T, którą napotykają. Ogranicza to ilość leku, który można podać.

Aby temu zaradzić, Irvine i jego współpracownicy pracowali nad technikami stymulacji tylko komórek T specyficznych dla nowotworu. W 2010 r. Zgłosili sposób, aby to zrobić, dołączając maleńkie kule zwane liposomami do komórek T kierujących się do guza. Te liposomy niosą ładunek cytokiny, który może być uwalniany w celu stymulacji tylko pobliskich komórek T. Jednak cząsteczki mogły jedynie przenosić niewielką ilość leku i zaczęły uwalnianie leku, gdy tylko komórki T zostały wstrzyknięte do organizmu.

W ramach badania Nature Biotechnology naukowcy stworzyli nowy typ nanocząsteczki, która może przenosić 100-krotnie więcej leku i nie uwalnia go, dopóki komórki T nie napotkają guza. Cząstki te składają się z żelu wytworzonego z cząsteczek cytokiny IL-15 utrzymywanych razem przez czynnik sieciujący, który jest zaprojektowany do degradacji tylko wtedy, gdy komórka T przenosząca cząstki dociera do guza i ulega aktywacji. Ta aktywacja jest sygnalizowana przez zmianę chemiczną na powierzchni komórek T.

"To pozwoliło nam połączyć aktywację limfocytów T z szybkością uwalniania leku" - mówi Irvine. "Nanożele preferencyjnie rozpuszczają się, gdy komórki T znajdują się w miejscach, w których widzą antygen nowotworowy: w guzie i w węzłach chłonnych drenujących guzy. Lek jest najskuteczniej uwalniany w miejscach, gdzie go chcesz, a nie w niektórych zdrowych tkanki, gdzie może powodować problemy. "

Zwiększona odpowiedź

Naukowcy przetestowali to podejście u myszy, których limfocyty T zostały poddane inżynierii genetycznej w celu ekspresji receptora komórek T, który jest ukierunkowany na białko występujące w guzach czerniaka. U około 60 procent myszy terapia była tak skuteczna, że ​​guzy zniknęły całkowicie po wielokrotnym leczeniu. Naukowcy wykazali również, że przyłączanie nanocząstek do ludzkich komórek T, które zostały genetycznie zmodyfikowane, aby celować w komórki glioblastoma, umożliwiło im skuteczniejsze zabijanie komórek glioblastoma.

Naukowcy odkryli również, że dzięki nanocząsteczkom mogą dać myszom osiem razy więcej IL-15 bez skutków ubocznych w porównaniu z wstrzykiwaniem leku w organizmie.

Torque Biotherapeutics, firma prowadząca badania kliniczne w tym leczeniu, planuje przetestować go w wielu różnych typach nowotworów. Irvine mówi, że nadzieja jest taka, że ​​to podejście może zadziałać w przypadku dowolnego nowotworu ciała stałego lub krwi, o ile istnieje znany cel, który można zaprogramować w komórkach T. Teraz planuje zbadać, czy leki inne niż IL-15 mogą być jeszcze bardziej skuteczne w stymulowaniu komórek T.

menu
menu