Nowy sposób walki z nowotworami. Naukowcy usprawnili immunoterapię CAR-T
Naukowcy z Uniwersytetu Stanowego Karoliny Północnej i Uniwersytetu Karoliny Północnej w Chapel Hill opracowali wszczepialne implanty, które wytwarzają i uwalniają komórki CAR-T atakujące guzy nowotworowe. Przetestowano je na komórkach chłoniaka u myszy i stwierdzono, że leczenie przy pomocy implantów było szybsze oraz skuteczniejsze niż konwencjonalne metody CAR-T. To może być długo wyczekiwany przełom w walce z nowotworami.
Limfocyty T są częścią układu odpornościowego, a ich zadaniem jest identyfikowanie i niszczenie komórek organizmu zainfekowanych patogenem. Komórki CAR-T to z kolei limfocyty T, które zaprojektowano w taki sposób, aby identyfikowały i niszczyły komórki nowotworowe. Już teraz stosuje się je w leczeniu chłoniaków, a ponadto trwają badania kliniczne, których celem jest określenie skuteczności w zwalczaniu innych form raka.
Główną wadą leczenia komórkami CAR-T jest to, że jest ono niezwykle kosztowne - jedna dawka może kosztować nawet setki tysięcy dolarów.
- Ze względu na koszty wielu ludzi nie może korzystać z tej metody leczenia. Jedną z przyczyn wysokich kosztów jest fakt, że proces produkcji jest skomplikowany, czasochłonny i musi być dostosowany do każdego pacjenta z rakiem indywidualnie. Chcieliśmy zająć się wyzwaniami w leczeniu CAR-T związanymi zarówno z czasem produkcji, jak i kosztami. Skrócenie czasu produkcji jest jeszcze bardziej istotne w przypadku pacjentów z szybko postępującą chorobą - powiedziała prof. Pritha Agarwalla z wydziału inżynierii biomedycznej NC State i UNC.
Aby sprostać tym wyzwaniom, naukowcy opracowali technologię Multifunctional Alginate Scaffolds for T cell Engineering and Release (MASTER).
Czym jest MASTER?
Aby zrozumieć technologię MASTER, trzeba poznać mechanizmy produkcji komórek CAR-T. Lekarze najpierw izolują limfocyty T od pacjentów i przenoszą je do sterylnego pomieszczenia. Przez kilka dni dochodzi do "aktywacji" limfocytów T za pomocą przeciwciał, przygotowując je do przeprogramowania. Kiedy limfocyty T są już aktywowane, wprowadzany jest do nich (za pomocą wirusów) gen CAR. Następnie dodawane są do nich czynniki stymulujące komórki CAR-T do proliferacji (namnażania), zwiększając ich liczbę. Po zakończeniu tych manipulacji - co może trwać nawet kilka tygodni - komórki są wprowadzane do krwiobiegu pacjenta.
- Nasza technologia MASTER przejmuje uciążliwe i czasochłonne etapy aktywacji, przeprogramowania i rozszerzenia i wykonuje je wewnątrz pacjenta. Dzięki temu wielotygodniowy proces przekształca się w jednodniową procedurę - powiedziała prof. Agarwalla.
MASTER to biokompatybilny, gąbczasty materiał o wyglądzie i w dotyku przypominającym miniaturowe pianki marshmallow. Aby rozpocząć leczenie, naukowcy izolują limfocyty T od pacjenta i mieszają te nieaktywne komórki z zaprojektowanym wirusem. Następnie wylewają mieszaninę na MASTER, który ją wchłania. Ten zawiera przeciwciała, które pobudzają limfocyty T, więc proces aktywacji komórek rozpoczyna się natychmiast. W tym czasie MASTER jest wszczepiany pacjentowi - na etapie badań była to mysz.
Po wprowadzeniu MASTER do organizmu, proces aktywacji limfocytów T jest kontynuowany. Te zaczynają reagować na zmodyfikowane wirusy, które przeprogramowują je w komórki CAR-T.
- Duże pory i gąbczasty charakter materiału MASTER zbliżają do siebie wirusa i komórki, co ułatwia przeprogramowanie genetyczne komórek - powiedziała prof. Agarwalla.
MASTER jest również nasączony związkami zwanymi interleukinami, które sprzyjają proliferacji komórek. Po implantacji te interleukiny zaczynają się wypłukiwać, sprzyjając szybkiemu namnażaniu się komórek CAR-T.
Nowy pomysł na immunoterapię
Naukowcy pracowali z myszami, które cierpiały na chłoniaka. Jedna grupa była leczona komórkami CAR-T, które zostały stworzone i dostarczone przy użyciu MASTER, a druga grupa była leczona komórkami CAR-T, które zostały stworzone w konwencjonalny sposób i podane dożylnie. Te dwie grupy porównano z grupą kontrolną otrzymującą niezmienione limfocyty T.
Ponieważ komórki są wszczepiane w ciągu kilku godzin od izolacji, dzięki minimalnej manipulacji, są zdrowsze i mają mniej markerów związanych ze słabą skutecznością przeciwnowotworową komórek CAR-T. Technika MASTER prowadzi do powstania komórek, które są mniej zróżnicowane, co przekłada się na lepszą trwałość w organizmie i większą siłę działania przeciwnowotworowego.
- W rezultacie myszy, którym podawano komórki CAR-T za pomocą MASTER, znacznie lepiej radziły sobie z walką z nowotworami niż myszy, którym podawano konwencjonalne komórki CAR-T - powiedziała prof. Agarwalla.
Chociaż nie da się oszacować, jaki może być koszt terapii MASTER, jeśli zostanie ona ostatecznie zatwierdzona do użytku klinicznego, prawdopodobnie będzie ona znacznie tańsza niż istniejące opcje leczenia CAR-T.
