Ученые на шаг ближе к созданию искусственных лимфатических узлов

Новый подход к иммунотерапии рака

0
nauchnie-issledovanija

Создан гель, который действует как искусственные лимфатические узлы для борьбы с раком и другими заболеваниями.

В исследовании на мышах ученые из Медицинской школы Университета Джона Хопкинса сообщают о создании специального гидрогеля, который действует как искусственные лимфатические узлы, чтобы активировать и размножать борющиеся с раком и другими заболеваниями Т-клетки иммунной системы.
Лимфатические узлы – это маленькие, овальной или округлой формы железы, которые распределены по всему телу и выполняют функцию биологического фильтра через который протекает лимфа. Основной тип клеток содержащийся в лимфе – лимфоциты. Т-клетки или Т-лимфоциты распознают и уничтожают поврежденные клетки собственного организма, вирусы, некоторые виды бактерий и раковые клетки. В лимфоузлах T-лимфоциты “созревают” – дифференцируются, приобретая Т-клеточные рецепторы, которые играют важную роль в иммунном ответе. Также в лимфоузлах производятся антитела и фагоциты.

t-limfotsitiУ пациентов с онкологией и повреждением иммунной системы процесс дифференцировки T-лимфоцитов не происходит или происходит с ошибками, поэтому Т-клетки не могут выполнять свою работу правильно. В таком случае на помощь приходит иммунотерапия. Иммунотерапия обычно увеличивает количество доступных иммунных клеток или повышает их эффективность в борьбе с болезнями.

В последние несколько лет существует огромный интерес к иммунотерапии, особенно к использованию Т-клеток (T-лимфоцитов), для выявления рака и его уничтожения. Наша собственная иммунная система при нормальном функционировании способна сама справиться с уничтожением патогенов и раковых клеток. Это одна из причин того, почему традиционный низкомолекулярный подход к онкологическим заболеваниям начал отходить на второй план в пользу иммунных подходов.

Чтобы устранить такие дефекты, современная терапия Т-клеток предполагает забор Т-клеток из крови пациента и их культивирования ex vivo (перенос живых клеток или тканей из организма в искусственную среду для выращивания) – в чашках Петри, для активации и количественного увеличения в несколько тысяч раз. А затем введение активированных клеток в организм пациента. Однако при таком традиционном методе эти клетки часто теряют фенотип и цитотоксическую функциональность для обеспечения эффективных терапевтических реакций. 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.

Есть и другой метод восстановления функциональности Т-клеток, он называется CAR-T-терапией. CAR-T – вид генной терапии, которая основана на генетическом перепрограммировании Т-лимфоцитов пациента, после которого они способны атаковать опухолевые клетки при переливании их обратно в кровяное русло пациента. CAR-T-терапия стоит дорого и доступна в специальных клиниках где могут перепрограммировать T-клетки.

Прототип искусственных лимфатических узлов

В новом исследовании ученые разработали гидрогель, на основе гиалуроновой кислоты, который стал основой для активации Т-клеток и имитирует среду настоящего лимфатического узла.
Гидрогель содержит два стимулирующих сигнала, которые побуждают Т-клетки обнаруживать и уничтожать чужеродные клетки, и действует он аналогично реальным лимфатическим узлам при “обучении” этих клеток. По сравнению с Т-клетками, активированными ex vivo (в чашках Петри), клетки активированные в гидрогелях секретировали на 50% больше регуляторов иммунной реакции – цитокинов.
Команда ученых экспериментировала с различными видами гидрогелей, начиная от очень мягкой консистенции и заканчивая более твердой. И обнаружили, что Т-клетки предпочитают более мягкую гелевую среду. Более 80% Т-клеток в мягкой гелевой среде делятся, а в более твердом гидрогеле – нет.
Когда команда ученых университета Джона Хопкинса поместила Т-клетки в мягкий гидрогель, они обнаружили, что в течение семи дней количество Т-клеток увеличилось с нескольких клеток до примерно 150 000 клеток – что достаточно для использования в терапии рака. При традиционном методе культивирования клеток в чашке Петри они культивировали всего лишь 20 000 клеток в течение семи дней.

Т-клетки взаимодействуют с прозрачным гелем. Предоставлено: Хоули Пруитт, фото с сайта: https://www.hopkinsmedicine.org/

«Одним из удивительных открытий было то, что Т-клетки предпочитают очень мягкую среду, подобную взаимодействию с отдельными клетками, а не плотно упакованной ткани», – сообщили ученые. Это делает гелевый подход более эффективным, и потенциальная цена терапии может быть значительно ниже при использовании этого метода.

В следующей серии исследований ученые провели эксперименты на мышах с летальной формой меланомы и вводили им Т-клетки выращенные как из гидрогеля, так и в обычных чашках Петри. У мышей, которым вводили Т-клетки на основе гидрогеля, опухоли стабилизировались и не увеличивались в размерах, в то время как инъекция Т-клеток выращенных в чашке Петри приводила к продолжительному росту опухоли у большинства мышей.

Как сообщают ученые – в различных исследованиях внеклеточный матрикс (ВКМ) используется для стимуляции и увеличения фенотипа клеток, однако, это не было применено к клеточной иммунотерапии. Как известно, он (ВКМ) является важным регулятором клеточной функции, включая экспрессию генов, дифференцировку, миграцию, пролиферация и морфологию. Созданный ими гель представляет собой искусственный внеклеточный матрикс, который может улучшить функциональность и фенотип Т-клеток ex vivo для терапевтического применения.
Это исследование расширяет современные методы иммунотерапии клеток и делает начальный шаг к созданию искусственных лимфатических узлов.

Источник: Материалы предоставлены Johns Hopkins Medicine
Исследование: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201807359

Эдуард Ефименко

Age Factor

http://agefactor.com.ua/category/antistarenie/metodiki-omolozheniya/

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ