Cum pot fi controlate celulele imune pentru a distruge cancerul
Prin ingineria celulelor T care pot ucide cancerul, care pot fi manipulate neinvaziv prin telecomandă, cercetătorii au adăugat o caracteristică potențial puternică la un tip deja promițător de imunoterapie cunoscut sub numele de terapia cu celule T CAR.
Un raport asupra studiului, condus de Universitatea din California, San Diego (UCSD), urmează să fie publicat în Lucrările Academiei Naționale de Științe.
Imunoterapia, o abordare relativ nouă pentru combaterea cancerului, manipulează și întărește propriul sistem imunitar al pacientului pentru a elimina tumorile.
Un tip de imunoterapie care apare rapid este terapia cu celule T receptor antigenic himeric (celule T CAR).
În terapia cu celule T CAR, celulele imune numite celule T sunt preluate de la o persoană și modificate genetic în laborator, astfel încât să poată recunoaște și distruge celulele canceroase mai eficient. Celulele proiectate sunt apoi multiplicate și puse înapoi în persoană.
Conceput pentru a ucide celulele canceroase
Partea modificată genetic a celulei T este receptorul antigenic himeric (CAR). Acesta conține diverse elemente sintetice, inclusiv unul care poate recunoaște trăsăturile unice ale celulelor tumorale cunoscute sub numele de antigeni asociați tumorii și un altul care activează celula T pentru a ucide ținta.
Pe măsură ce au fost dezvoltate noi generații de terapie cu celule T CAR, CAR a devenit din ce în ce mai sofisticată și a dobândit mai multe caracteristici, inclusiv unele care stimulează puterea antitumorală și persistența celulelor T modificate.
Două terapii cu celule T CAR au fost recent aprobate în Statele Unite: una pentru tratamentul leucemiei limfoblastice acute la copii și alta pentru tratamentul limfomului avansat la adulți.
Cu toate acestea, există acum îngrijorări în ceea ce privește dacă acest tip de imunoterapie poate fi utilizat în mod eficient pentru a trata cancerele cu tumori solide, cum ar fi cele ale sânului și colonului.
O preocupare este dacă celulele T proiectate pot fi sau nu suficient de puternice pentru a depăși rezistența pe care micro-mediul din interiorul unei tumori solide o are la răspunsurile imune.
Renier J. Brentjens, oncolog medical și un pionier timpuriu al terapiei cu celule T CAR, spune că este nevoie de o „super celulă T”.
El și echipa sa de la Memorial Sloan Kettering Cancer Center din New York City, NY, lucrează la o soluție la problema rezistenței la micro-mediu pe care o numesc „celulă T blindată CAR”.
Caracteristici mecanogenetice adăugate celulelor T.
O altă îngrijorare care pune o provocare dezvoltatorilor de terapie este că „direcționarea nespecifică a celulelor T CAR împotriva țesuturilor non-maligne poate pune viața în pericol”, spune Peter Yingxiao Wang, profesor de bioinginerie la UCSD și unul dintre anchetatorii superiori din noua studiu.
În raportul lor de jurnal, Prof.Wang și restul echipei de studiu descriu modul în care au adăugat noi caracteristici terapiei cu celule T CAR în care celulele T transportă module care pot fi manipulate pentru a produce modificări ale genelor și celulelor prin ultrasunete controlate de la distanță și neinvazive.
Ei cred că noile caracteristici pot face ca terapia cu celule T CAR să fie mai puternică în combaterea cancerului și mai puțin probabil să producă efecte secundare adverse.
Ei spun că există o „nevoie critică” de instrumente care pot funcționa în acest mod, în special atunci când traducem noi tratamente experimentale în animale și oameni.
Noua abordare este un exemplu de mecanogenetică, care este un nou câmp care manipulează proprietățile mecanice la nivelul celulelor pentru a modifica expresia genelor și funcțiile celulare.
„Precizie și eficiență fără precedent”
Echipa a proiectat CAR pe celulele T pentru a transporta senzori mecanici încărcați cu microbule care vibrează atunci când sunt expuse undelor cu ultrasunete.
Microbulele activează o proteină codificată de o genă numită Component 1 al canalului ionic mecanosensibil de tip piezo (PIEZO1). Proteina PIEZO1 este un canal ionic activat mecanic, care leagă forțele mecanice de semnale biologice.
Odată activat, canalul PIEZO1 permite ionilor de calciu să intre în celula T. Această acțiune declanșează o cascadă de reacții moleculare care pornesc gene care ajută celula T să recunoască și să distrugă celulele canceroase.
„Această lucrare”, spune prof. Wang, „ar putea duce în cele din urmă la o precizie și o eficiență fără precedent în imunoterapia cu celule T CAR împotriva tumorilor solide, reducând în același timp toxicitățile off-tumorale.”
Terapia cu celule T CAR devine o abordare terapeutică care schimbă paradigma pentru tratamentul cancerului.
Prof. Peter Yingxiao Wang
