Новый биоразлагаемый гель, наполненный коктейлем из иммуностимулирующих цитокинов и противораковых клеток, предотвращал рост оставшихся раковых клеток у мышей после хирургического удаления опухолей.
Через три недели после операции опухоли мышей, получавших специализированный гель, были примерно в 60 раз меньше, чем опухоли мышей, не получавших лечение.
Эксперименты, подтверждающие концепцию, демонстрируют, что эти гели могут помочь бороться с раком в критический момент: когда опухоль удалена, но злокачественные клетки продолжают скрываться после операции, готовые к отрастанию. Хотя для разработки лечения рака у людей требуются дополнительные исследования, эти доклинические результаты обеспечивают новый многообещающий способ задействовать иммунную систему для уничтожения раковых клеток после операции.
Куаньинь Ху, который недавно присоединился к факультету фармацевтической школы Университета Висконсина и Мэдисона, руководил исследованием. Он завершил работу с коллегами из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, Университета Северной Каролины, Чапел-Хилл и Чжэцзянского университета, в том числе с командами Чжэнь Гу и Джанпьетро Дотти. Исследование было опубликовано 26 апреля в журнале Nature Biomedical Engineering .
Этот метод основан на концентрации усилий Т-клеток, которые являются частью иммунной системы, способной уничтожать опухолевые клетки . Исследователи генетически перепрограммировали клетки для нацеливания на специфичные для рака маркеры, сконцентрировали клетки в биоразлагаемом геле и поддержали их цитокинами, повышающими уровень Т-клеток, и антителами, подавляющими опухоль.
Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов одобрило три метода лечения лимфомы и лейкемии, двух типов рака крови, на основе Т-клеток. Эти методы лечения, известные как терапия CAR Т-клетками, перепрограммируют собственные Т-клетки пациента для распознавания специфичных для рака маркеров, которые являются уникальными для раковых клеток особенностями. Вливаясь обратно в кровоток пациента, эти CAR Т-клетки продолжают обнаруживать и уничтожать раковые клетки намного лучше, чем раньше.
Но терапия CAR Т-клетками не работает так же хорошо при солидных опухолях, таких как меланома или рак груди, потому что их труднее достичь через кровоток. И хотя многие опухоли можно удалить хирургическим путем, очень сложно удалить все злокачественные клетки, поэтому для избавления от хронического рака часто используется дополнительная химиотерапия или лучевая терапия . Этот метод «зачистки» спасает жизни, но может вызывать серьезные побочные эффекты, поэтому новые творческие способы очистки хирургически удаленных опухолей могут быть благом для пациентов.
«Это является причиной того, почему мы хотим разработать эти новые технологии для повышения эффективности лечения CAR Т-клетками против солидных опухолей», — говорит Ху.
Чтобы улучшить систему, Ху и его команда внесли три основных изменения. Во-первых, они добавили ИЛ-15, иммуностимулирующий сигнал, известный как цитокин, который способствует росту и силе Т-клеток.
Во-вторых, они добавили тромбоциты, частички клеток, которые свертывают кровь, которые они связывают с антителами, подавляющими опухоль. Ху говорит, что самым большим ограничением CAR Т-клеточной терапии солидных опухолей является своего рода выключатель, который опухоли используют, чтобы скрыться от Т-клеток. Эти антитела блокируют этот выключатель, реактивируя Т-клетки в этой области.
На третьем этапе исследователи загрузили перепрограммированные Т-клетки, наночастицы, нагруженные ИЛ-15, и украшенные антителами тромбоциты в гель, состоящий из биосовместимых материалов. Гель обеспечивает хорошую среду для поддержки Т-клеток, поэтому их можно применять во время операции для удаления опухоли с последующим их медленным высвобождением в место операции. В конечном итоге гель разрушается в организме.
На мышиной модели меланомы человека исследователи удалили большую часть опухоли меланомы во время операции, а затем применили гель или обработку соленой водой. За три недели опухоли мышей, получавших только соленую воду, стали намного больше, в то время как опухоли мышей, получавших гель, практически не росли.
Благоприятное действие геля распространяется даже на опухоли в других частях тела. В другом эксперименте у мышей были обнаружены две меланомы, по одной с каждой стороны тела. Исследователи удалили только один и обработали участок гелем. Но искусственно созданные Т-клетки перемещались от геля к другой опухоли, замедляя также ее рост.
