KUIDAS SAAB IMMUUNRAKKE KONTROLLIDA VäHI HäVITAMISEKS

Tehes vähki hävitavaid T-rakke, mida saab kaugjuhtimispuldiga mitteinvasiivselt manipuleerida, on teadlased lisanud potentsiaalselt võimsa funktsiooni juba paljulubavale immunoteraapia tüübile, mida nimetatakse CAR T-rakuteraapiaks.

Silmapiiril võib olla vähem invasiivne ja võimsam vähiravi.

Uuringu aruanne, mida juhib San Diego California ülikool (UCSD), peaks avaldama Rahvusliku Teaduste Akadeemia toimetised.

Immunoteraapia, suhteliselt uus lähenemisviis vähiga võitlemiseks, manipuleerib ja tugevdab patsiendi enda immuunsüsteemi kasvajate kõrvaldamiseks.

Üks kiirelt tekkiv immunoteraapia tüüp on kimäärse antigeeni retseptori T-raku (CAR T-raku) ravi.

CAR T-rakuteraapias võetakse inimeselt immuunrakud, mida nimetatakse T-rakkudeks, ja muundatakse laboris geneetiliselt, et nad saaksid vähirakud tõhusamalt ära tunda ja hävitada. Tehtud rakud korrutatakse ja paigutatakse inimese juurde tagasi.

Mõeldud vähirakkude hävitamiseks

T-raku geneetiliselt muundatud osa on kimäärne antigeeni retseptor (CAR). See sisaldab erinevaid sünteetilisi elemente, sealhulgas sellist, mis tunneb ära kasvajarakkude ainulaadsed omadused, mida nimetatakse kasvajaga seotud antigeenideks, ja teist, mis aktiveerib T-raku sihtmärgi tapmiseks.

Uute põlvkondade CAR T-rakuteraapia väljatöötamisel on CAR muutunud üha keerukamaks ja omandanud rohkem funktsioone, sealhulgas mõned, mis suurendavad modifitseeritud T-rakkude kasvajavastast võimet ja püsivust.

Ameerika Ühendriikides on hiljuti heaks kiidetud kaks CAR T-raku teraapiat: üks laste ägeda lümfoblastilise leukeemia ja teine täiskasvanute kaugelearenenud lümfoomi raviks.

Kuid nüüd on muret selle üle, kas seda tüüpi immunoteraapiat saab tõhusalt kasutada tahkete kasvajatega, näiteks rinna- ja käärsoole kasvajate raviks.

Üks mure on see, kas konstrueeritud T-rakke saab muuta piisavalt võimsaks, et ületada resistentsus, mida tahke tuumori mikrokeskkond immuunvastuste suhtes omab.

Renier J. Brentjens, meditsiiniline onkoloog ja CAR T-rakuteraapia varajane pioneer, ütleb, et vaja on "super-T-rakku".

Ta ja tema meeskond New Yorgis New Yorgis asuvas Memorial Sloan Ketteringi vähikeskuses töötavad mikrokeskkonna resistentsuse probleemi lahendamisel, mida nad nimetavad "soomustatud CAR T-rakuks".

T-rakkudele lisatud mehhanogeensed tunnused

Teine murekoht, mis teraapiaarendajatele väljakutse esitab, on see, et „CAR T-rakkude mittespetsiifiline sihtimine mittepahaloomuliste kudede vastu võib olla eluohtlik,” ütleb Peter Yingxiao Wang, UCSD bioinseneride professor ja üks uue vanemteaduritest Uuring.

Prof Wang ja ülejäänud uurimisrühm kirjeldavad oma ajakirjaaruandes, kuidas nad lisasid uusi funktsioone CAR T-rakuteraapiasse, kus T-rakkudel on mooduleid, mida saab manipuleerida geeni- ja rakumuutuste tekitamiseks kaugjuhitava ja mitteinvasiivse ultraheli abil.

Nad usuvad, et uued funktsioonid muudavad CAR T-rakuteraapia potentsiaalselt vähiga võitlemiseks võimsamaks ja vähem tõenäoliselt kahjulike kõrvaltoimete tekitamiseks.

Nad ütlevad, et sellisel viisil töötavate tööriistade järele on „kriitiline vajadus”, eriti uute eksperimentaalsete ravimeetodite loomadele ja inimestele tõlkimisel.

Uus lähenemisviis on näide mehhanogeneetikast, mis on uus väli, mis manipuleerib mehaaniliste omadustega rakkude tasandil, et muuta geeniekspressiooni ja raku funktsioone.

"Enneolematu täpsus ja tõhusus"

Meeskond kavandas CAR-rakud T-rakkudele ultrahelilainetega kokkupuutel vibreerivate mikromullidega koormatud mehaanoandurite kandmiseks.

Mikromullid aktiveerivad valgu, mida kodeerib geen nimega Piezo Type Mechanosensitive Ion Channel Component 1 (PIEZO1). PIEZO1 valk on "mehaaniliselt aktiveeritud ioonkanal, mis seob mehaanilised jõud bioloogiliste signaalidega".

Pärast aktiveerimist võimaldab PIEZO1 kanal kaltsiumiioonidel T-rakku siseneda. See tegevus käivitab molekulaarsete reaktsioonide kaskaadi, mis lülitavad sisse geenid, mis aitavad T-rakul vähirakke ära tunda ja hävitada.

"See töö," ütleb prof Wang, "võib lõppkokkuvõttes viia enneolematu täpsuse ja tõhususeni CAR T-rakkude immuunteraapias tahkete kasvajate vastu, minimeerides kasvaja välist toksilisust."