Учени откриха как да създават „неизчерпаема армия“ от клетки, които се борят с рака

Човешката имунна система притежава забележителната способност да разпознава и атакува раковите клетки.

Една от първите ѝ линии на защита са макрофагите – специализиран вид бели кръвни клетки.

Името им произлиза от гръцките думи за „голям“ и „ядящ“. И то не е случайно: тези клетки буквално „поглъщат“ опасни или увредени клетки, включително ракови.

Макрофагите могат дори да изпратят сигнал от самия тумор – своеобразна аларма „изяж ме“, която активира и други участници в имунния отговор, сред които и Т-клетките.

Затова те отдавна са привлекателна цел за онкологичните изследвания. Досега обаче терапиите от ново поколение трудно успяваха да използват пълния им потенциал.

Клетки предшественици с неочаквана способност

Екип, ръководен от учени от University of Southern California (USC), вероятно е открил липсващото звено.

Изследователите вече могат да променят генетично в лаборатория клетките, от които впоследствие се развиват макрофаги – т.нар. макрофагови прогениторни клетки.

Това не са стволови клетки, а клетки предшественици, които по-късно дават начало на функционални имунни клетки. Оказва се обаче, че те притежават изключително важно качество:

могат да се самообновяват многократно, без да губят своята идентичност.

„Досега преобладаваше схващането, че дългосрочното самообновяване в кръвотворната система е основно свойство на стволовите клетки – онези клетки, които могат да дадат начало на всеки тип кръвна или имунна клетка“, обяснява биологът Ци-Лун Ин от USC.

„Установихме, че при правилните условия [клетките предшественици] също могат да се самообновяват – да се делят продължително, като същевременно запазват своята идентичност и способността си да произвеждат функционални имунни клетки.“

„Това ни дава мащабируема отправна точка за разработването на клетъчни терапии срещу рак, инфекциозни заболявания и потенциално много други състояния.“

Защо CAR-T терапиите не работят еднакво добре при всички видове рак

CAR-T е една от най-известните и революционни форми на клетъчна терапия срещу рак. При нея от пациента се извличат Т-клетки, които се променят генетично така, че да разпознават и атакуват по-ефективно раковите клетки, след което се връщат обратно в организма.

Различни варианти на CAR-T терапията вече показват впечатляващи резултати и значително удължават живота на пациенти в клинични изпитвания.

Най-добри резултати обаче се наблюдават при ракови заболявания на кръвта. При солидните тумори ефектът е далеч по-ограничен.

Именно тук макрофагите изглеждат особено обещаващи. Обикновено те са най-многобройните имунни клетки в раковата маса, но за учените е трудно да ги променят генетично и да ги отглеждат в лабораторни условия.

Тези бели кръвни клетки се размножават трудно извън човешкото тяло и често не достигат необходимите количества за терапевтична употреба.

Още едно предизвикателство е, че макрофагите трудно се замразяват и съхраняват за дълъг период.

Въпреки това перспективата за терапия от типа CAR-M остава жива. Тя наподобява CAR-T, но вместо Т-клетки използва макрофаги.

Възможното решение може да се крие в клетките предшественици на макрофагите – гранулоцитно-моноцитните прогенитори (GMPs).

„Неизчерпаем“ източник за бъдещи имунотерапии

Работейки с миши и човешки GMPs, Ин и колегите му са установили от каква среда се нуждаят тези клетки, за да растат. Те са ги подхранвали със сложна комбинация от химични вещества, прилагана в точно определени етапи от развитието им.

Надеждата е, че този практически неизчерпаем източник на GMPs може да се използва в бъдещи имунотерапии срещу рак.

В лаборатория генетично модифицираните GMPs са дали начало на мощни CAR-M клетки.

Когато тези лабораторно отгледани GMPs са инжектирани в мишки с рак на кръвта и със солидни тумори, учените установяват, че прогениторните клетки започват да произвеждат постоянен поток от макрофаги и други имунни клетки.

За разлика от директно инжектираните макрофаги, тези GMPs се разпространяват в целия организъм на животните и забавят развитието на рака както в кръвта, така и в солидните тумори.

„Този метод за размножаване и инженерно модифициране на GMPs отваря път към множество транслационни приложения – подобно на разширяването и инженерството на Т-клетките“, казва биологът и съавтор на изследването Рави Маджети от Stanford University.

„Вече показахме, че тези клетки могат да бъдат модифицирани така, че да изпълняват няколко мощни функции, а предстои да се изследва още много.“

Нова посока за бъдещето на имунотерапията

В продължение на години учените се опитват да определят кои Т-клетки са най-подходящи за препрограмиране при CAR-T терапиите. Новото изследване обаче подсказва, че още по-обещаващ подход може да бъде насочването към предшествениците на имунните клетки.

Причината е, че така терапията може да обхване повече възможности едновременно – не само да създаде една конкретна имунна клетка, а да осигури източник на цял набор от клетки, участващи в борбата с тумора.

„Нашето изследване показва, че бъдещето на имунотерапията може да зависи не само от създаването на по-добри CAR рецептори, но и от избора на правилния етап от развитието на клетката“, заключава Ин.

Откритието се вписва в по-широката посока на съвременната онкология, в която все повече усилия са насочени към това имунната система да бъде „обучена“ и подсилена да разпознава рака по-ефективно – включително чрез Т-клетъчен имунитет и персонализирани терапии.

Изследването е публикувано в списание Cell.