Hogyan lehet szabályozni az immunsejteket a rák elpusztításában
A távvezérléssel noninvazíven manipulálható rákot elpusztító T-sejtek fejlesztésével a kutatók potenciálisan erőteljes tulajdonsággal egészítették ki a CAR T-sejtterápia néven ismert, már ígéretes típusú immunterápiát.
A San Diego-i Kaliforniai Egyetem (UCSD) által vezetett tanulmányról szóló jelentést a A Nemzeti Tudományos Akadémia közleményei.
Az immunterápia, a rák elleni küzdelem viszonylag új megközelítése, manipulálja és erősíti a beteg saját immunrendszerét a daganatok megszüntetése érdekében.
A gyorsan kialakuló immunterápia egyik típusa a kiméra antigén receptor T-sejt (CAR T-sejt) terápia.
A CAR T-sejtterápia során a T-sejteknek nevezett immunsejteket egy személytől veszik el, és a laboratóriumban genetikailag módosítják annak érdekében, hogy hatékonyabban felismerjék és elpusztítsák a rákos sejteket. A megtervezett sejteket ezután megsokszorozzák és visszateszik az illetőbe.
Úgy tervezték, hogy elpusztítsa a rákos sejteket
A T-sejt genetikailag módosított része a kiméra antigén receptor (CAR). Különböző szintetikus elemeket tartalmaz, köztük egyet, amely képes felismerni a tumorsejtek egyedi tulajdonságait, amelyek tumorral társult antigénekként ismertek, és egy másikat, amely aktiválja a T-sejtet a cél megölésére.
A CAR T-sejtterápia új generációinak kifejlesztésével a CAR egyre kifinomultabbá vált, és újabb funkciókat kapott, köztük olyanokat, amelyek növelik a módosított T-sejtek tumorellenes erejét és perzisztenciáját.
Két CAR T-sejtes terápiát nemrégiben hagytak jóvá az Egyesült Államokban: egyet akut limfoblasztos leukémia kezelésére gyermekeknél, másikat előrehaladott limfóma felnőttek kezelésére.
Most azonban aggályok merülnek fel azzal kapcsolatban, hogy ez a fajta immunterápia hatékonyan alkalmazható-e szilárd daganatok, például az emlő és a vastagbél rákos megbetegedéseinek kezelésében.
Az egyik aggodalom az, hogy a megtervezett T-sejteket elég erőssé tehetjük-e ahhoz, hogy legyőzzük a szilárd tumor belsejében lévő mikrokörnyezet immunválaszokkal szembeni ellenállását.
Renier J. Brentjens, orvosi onkológus, a CAR T-sejtterápia korai úttörője szerint egy „szuper T-sejtre” van szükség.
Ő és csapata a New York-i New York-i Memorial Sloan Kettering Cancer Centerben azon a mikrokörnyezet-rezisztencia-probléma megoldásán dolgoznak, amelyet „páncélozott CAR T-sejtnek” hívnak.
Mechanogenetikai jellemzők a T-sejtekhez
Egy másik probléma, amely kihívást jelent a terápia fejlesztői számára, az az, hogy „a CAR T-sejtek nem specifikus célzása a nem rosszindulatú szövetek ellen életveszélyes lehet” - mondja Peter Yingxiao Wang, az UCSD biomérnöki professzora és az új vezető kutatói között tanulmány.
Naplójelentésükben Prof.Wang és a vizsgálati csoport többi tagja leírja, hogyan adtak új funkciókat a CAR T-sejtterápiához, amelyben a T-sejtek olyan modulokat hordoznak, amelyek manipulálhatók a gén- és sejtváltozások előállítására távvezérelt és nem invazív ultrahang segítségével.
Úgy vélik, hogy az új funkciók a CAR T-sejtterápiát potenciálisan erőteljesebbé tehetik a rák elleni küzdelemben, és kevésbé valószínű, hogy káros mellékhatásokat okoznak.
Azt mondják, hogy "kritikus szükség van" az ilyen módon működő eszközökre, különösen akkor, ha az új kísérleti kezeléseket állatokra és emberekre fordítják.
Az új megközelítés a mechanogenetika példája, amely egy új terület, amely a mechanikai tulajdonságokat a sejtek szintjén manipulálja a génexpresszió és a sejtfunkciók megváltoztatása érdekében.
„Példa nélküli pontosság és hatékonyság”
A csapat úgy tervezte a CAR-t a T-sejteken, hogy ultrahanghullámoknak kitéve rezegő mikrobuborékokkal megrakott mechano-szenzorokat szállítson.
A mikrobuborékok aktiválják a Piezo típusú mechanikus érzékeny ioncsatorna 1. komponens (PIEZO1) nevű gén által kódolt fehérjét. A PIEZO1 fehérje egy „mechanikusan aktivált ioncsatorna, amely összeköti a mechanikai erőket a biológiai jelekkel”.
Aktiválása után a PIEZO1 csatorna lehetővé teszi a kalciumionok bejutását a T-sejtbe. Ez a művelet olyan molekuláris reakciók kaszkádját indítja el, amelyek olyan géneket kapcsolnak be, amelyek segítenek a T-sejtnek felismerni és elpusztítani a rákos sejteket.
"Ez a munka" - mondja Wang professzor - "végső soron példátlan pontossághoz és hatékonysághoz vezethet a CAR T-sejtek szilárd daganatok elleni immunterápiájában, miközben minimalizálja a daganaton kívüli toxicitást."
"A CAR T-sejtterápia paradigmaváltó terápiás megközelítéssé válik a rák kezelésében."
Prof. Peter Yingxiao Wang
