Chiny ogłaszają przełom w leczeniu raka. 14 mln "urodzonych zabójców"
Naukowcy z Chin ogłosili przełomową metodę laboratoryjnej produkcji silnych komórek odpornościowych zwalczających nowotwory. Dzięki inżynierii wczesnych komórek macierzystych pochodzących z krwi pępowinowej, opracowali uproszczony proces, który pozwala uzyskać ogromne ilości wysoce aktywnych komórek NK, w tym także wariantów CAR-NK zaprogramowanych do rozpoznawania konkretnych typów raka.
Zespół pod kierunkiem prof. Wanga Jinyonga z Instytutu Zoologii Chińskiej Akademii Nauk opracował wydajniejszy sposób wytwarzania komórek NK dla potrzeb immunoterapii nowotworów. Przypomnijmy, że komórki NK, czyli "urodzeni zabójcy" (od ang. Natural Killer), są podstawową populacją komórek układu odpornościowego posiadającą własności naturalnej cytotoksyczności - zdolności do zaburzania funkcjonowania komórek, ich uszkadzania lub niszczenia. Wykazują one uderzające podobieństwo do limfocytów T i są ważnym składnikiem przeciwzakaźnej i przeciwnowotworowej odporności nieswoistej.
To nasza pierwsza linia obrony organizmu przed nowotworami i wirusami, więc naukowcy od lat próbują zwiększyć ich skuteczność, dodając tzw. chimeryczne receptory antygenowe (CAR), które pozwalają precyzyjnie rozpoznawać białka charakterystyczne dla komórek rakowych. Dotychczasowe metody produkcji CAR-NK opierały się na modyfikacji dojrzałych komórek NK pobieranych z krwi obwodowej lub pępowinowej, ale proces ten był kosztowny, czasochłonny i mało efektywny.
Komórki NK z krwi pępowinowej
Nowe podejście polega na wykorzystaniu komórek macierzystych CD34+ HSPC (hematopoetycznych komórek progenitorowych) z krwi pępowinowej. To multipotencjalne niedojrzałe komórki, które powstają z krwiotwórczych komórek macierzystych i stanowią pośrednie stadium różnicowania w kierunku dojrzałych składników krwi, ale w przeciwieństwie do komórek macierzystych mają ograniczoną zdolność do samoodnawiania.
Z tych wczesnych komórek badacze uzyskali indukowane komórki NK (iNK) oraz ich wersje CAR-iNK. Wcześniejsze próby wytwarzania NK z HSPC dawały niską skuteczność i komórki o niedojrzałych funkcjach. Zespół rozwiązał ten problem, wprowadzając wczesny etap inżynierii genetycznej, już na poziomie komórek CD34+, łącząc transdukcję genu CAR z kontrolowanym namnażaniem i ukierunkowaniem na linię NK.
Badacze zastosowali tu trójetapowy system:
- rozmnażanie komórek CD34+ (lub już zmodyfikowanych CAR-HSPC) przy pomocy komórek wspomagających AFT024 - w ciągu 14 dni ich liczba wzrosła 800-1000 razy;
- hodowla z komórkami OP9 umożliwiła tworzenie sztucznych struktur przypominających narządy krwiotwórcze, wspierających rozwój komórek NK;
- ostatecznie komórki dojrzewały i dzieliły się dalej, tworząc czyste populacje iNK i CAR-iNK z własnym białkiem CD16.
Niezwykła wydajność z jednej komórki
W efekcie okazało się, że pojedyncza komórka CD34+ HSPC może wytworzyć nawet 14 milionów komórek iNK lub 7,6 miliona komórek CAR-iNK. Naukowcy szacują, że zaledwie jedna piąta jednostki krwi pępowinowej może wystarczyć do produkcji tysięcy, a nawet dziesiątek tysięcy dawek terapeutycznych. Co więcej, do wprowadzenia genu CAR potrzeba było nawet 600 tys. razy mniej wektora wirusowego niż w tradycyjnych metodach.
W testach laboratoryjnych komórki iNK i CAR-iNK wykazały silne działanie przeciwnowotworowe. W modelach mysich ostrych białaczek limfoblastycznych typu B (B-ALL) komórki CD19 CAR-iNK skutecznie ograniczyły wzrost guzów i wydłużyły życie zwierząt. Badacze podkreślają, że nowa metoda nie tylko zwiększa wydajność i skuteczność produkcji komórek NK, ale także drastycznie obniża koszty terapii CAR.
