Удалось значительно продвинуться в разработке иммунотерапии рака
Иммунотерапия, использующая естественные защитные силы организма для борьбы с болезнью, произвела революцию в лечении агрессивных и смертельно опасных видов рака. Но часто эти методы лечения, особенно основанные на иммунных клетках, должны подбираться индивидуально для каждого пациента, что отнимает драгоценное время и увеличивает их стоимость до сотен тысяч долларов.
В исследовании, опубликованном в журнале Cell Reports Medicine, ученые Калифорнийского университета сообщают о важнейшем шаге вперед в разработке "готовой" иммунотерапии рака с использованием редких, но мощных иммунных клеток, которые потенциально можно производить в больших количествах, хранить в течение длительного времени и безопасно использовать для лечения широкого круга пациентов с различными видами рака.
"Для того чтобы охватить наибольшее количество пациентов, нам нужны клеточные терапии, которые можно массово производить, замораживать и отправлять в больницы по всему миру", - говорит Лили Янг, сотрудник Центра регенеративной медицины и исследований стволовых клеток имени Эли и Эдит Брод при Калифорнийском университете и старший автор исследования. "Таким образом, дозы этих терапий могут быть готовы и ожидать пациентов, как только в них возникнет необходимость".
Для исследования Янг и ее коллеги сосредоточились на инвариантных естественных киллерных Т-клетках, или iNKT-клетках, которые уникальны не только своей силой и эффективностью, но и тем, что они не несут риска болезни "трансплантат против хозяина", которая возникает, когда пересаженные клетки атакуют организм реципиента, и которая является причиной того, что большинство клеточных иммунотерапий должны создаваться для конкретного пациента, сказала Янг.
Исследователи разработали новый метод получения большого количества этих iNKT-клеток, используя кровообразующие стволовые клетки, которые могут самовоспроизводиться и производить все виды клеток крови и иммунных клеток. Команда использовала стволовые клетки, полученные из четырех образцов пуповинной крови доноров и восьми образцов периферической крови доноров.
"Наши результаты показывают, что одна донация пуповинной крови может дать до 5000 доз терапии, а одна донация периферической крови - до 300 000 доз", - сказал Янг, который также является доцентом кафедры микробиологии, иммунологии и молекулярной генетики и сотрудником Комплексного онкологического центра Джонсона при Калифорнийском университете. "При такой производительности стоимость производства иммунных клеток может быть значительно снижена".
Исследователи сначала использовали генную инженерию для программирования кровообразующих стволовых клеток, чтобы повысить вероятность их превращения в iNKT-клетки. Затем эти генетически модифицированные стволовые клетки были помещены в искусственные тимические органоиды, которые имитируют среду тимуса, специализированного органа, в котором Т-клетки созревают в организме естественным образом. После восьми недель пребывания в органоидах каждая стволовая клетка произвела в среднем 100 000 iNKT-клеток.
Затем Янг и ее коллеги протестировали полученные клетки, названные гемопоэтическими стволовыми клетками, созданными на основе iNKT-клеток, или HSC-iNKT-клетки, сравнив их способность бороться с раком с иммунными клетками, называемыми естественными клетками-киллерами, или NK-клетками. В лабораторных условиях клетки HSC-iNKT значительно лучше уничтожали различные типы опухолевых клеток человека, включая клетки лейкемии, меланомы, рака легких, рака простаты и множественной миеломы, чем NK-клетки, обнаружили исследователи.
Затем ученые снабдили клетки HSC-iNKT химерным антигенным рецептором, или CAR, - специализированной молекулой, используемой в некоторых иммунотерапиях для того, чтобы иммунные клетки могли распознавать и уничтожать определенный тип рака. В данном случае они добавили к клеткам HSC-iNKT CAR, который нацелен на белок, обнаруженный на клетках множественной миеломы, а затем проверили способность клеток бороться с опухолями множественной миеломы человека, которые были пересажены мышам.
Эти клетки HSC-iNKT, оснащенные CAR, уничтожили опухоли множественной миеломы, а мыши, прошедшие такое лечение, остались без опухолей и не проявляли признаков осложнений, таких как болезнь "трансплантат против хозяина", на протяжении всей своей жизни.
В настоящее время исследователи работают над усовершенствованием методов производства, переходя к бесфидерной системе, которая устраняет необходимость в поддерживающих клетках, таких как те, что используются в тимических органоидах, для помощи стволовым клеткам крови в производстве iNKT-клеток. Янг говорит, что она надеется, что этот прогресс позволит наладить массовое производство терапии и, в конечном итоге, ее клиническое и коммерческое развитие.
