Nanoosakesed annavad immuunrakkudele tõuke

Angela Ivask: enimkasutatud nanoosakesed (Aprill 2019).

Anonim

Keha immuunsüsteemi programmeerimine vähirakkude rünnakuks on olnud paljutõotavatel tulemustel verevähi, nagu lümfoom ja leukeemia, raviks. Selline taktika on osutunud keerulisteks selliste tahkete kasvajate nagu rinna- või kopsuvähkide jaoks, kuid MIT teadlased on nüüd välja töötanud uudse viisi immuunvastuse võimendamiseks tahkete kasvajate vastu.

Arendades nanoosakeste "seljakotid", mis hoiavad immuunsust stimuleerivaid ravimeid ja kinnitades need otse T-rakkudesse, näitasid MIT-i insenerid hiirte uuringus, et nad võivad suurendada nende T-rakkude aktiivsust ilma kahjulike kõrvaltoimeteta. Enam kui pooled ravitud loomadest olid kasvajad täielikult kadunud.

"Me leidsime, et saate T-raku teraapia efektiivsuse märkimisväärselt parandada seljakotiga ravimitega, mis aitavad doonori T-rakkudel ellu jääda ja toimida efektiivsemalt. Veelgi olulisem on see, et me saavutasime selle ilma igasuguse mürgistuse, mida näete ravimite süsteemse süstimisega "ütleb Darrell Irvine, biotehnoloogia ja materjaliteaduse ja inseneriteaduse professor, MITi Kochi integreerivate vähiuuringute instituudi liige ja uuringu vanemautor.

Irvine on Torque Biotherapeuticsi üks asutajatest, kes plaanivad selle suuna kliinilisi uuringuid alustada. Looduse biotehnoloogia 9. juuli numbris sisalduvad dokumendi juhtivad autorid on endine MIT postdoc Li Tang, kes on nüüd Šveitsi föderaalinstituudis (EPFL) ja endine MIT grad üliõpilane Yiran Zheng.

Immuunsüsteemi rakendamine

T-rakud on spetsialiseerunud immuunrakud, mis ründavad keha, nakatunud rakkude tuvastamine ja tapmine. Vähktõve teadlased on juba pikka aega huvitatud võimalusega kasutada neid immuunkrele neid tuumorite hävitamiseks, kasutades lähenemist, mida nimetatakse adoptiivse T-raku teraapiaks. Selle saavutamiseks peavad teadlased suutma luua suured populatsioonid T-rakkudest, mis tunnevad ära kasvaja ja neid ründavad.

"Üldine idee on kasvatada suurt hulka T-rakke, mis on kasvajaspetsiifilised ja seejärel infundeerivad neid patsientidel, " ütleb Irvine.

Teadlased on välja töötanud kaks peamist moodust T-rakkude populatsioonide loomiseks, mis võivad kasvajaid rünnata. Üks on eemaldada kasvaja-spetsiifilised T-rakud kasvaja biopsia, kasvatada neid labori tassi ja seejärel tagastada need patsiendile. Teine on võtta patsiendi verest ringlevaid T-rakke ja kas neid geneetiliselt muundada, nii et nad suunavad kasvajarakkude pinnal leitud valku või pakuvad neid kasvajavalkudele, lootes, et T-rakud hakkavad nende valkude suhtes aktiveeruma.

Need meetodid on näidanud mingit edu lümfoomide ja leukeemiate vastu, kuid on osutunud raskeks luua tugeva immuunvastuse tahkete kasvajate vastu. Teadlased on püüdnud tõhustada tahkete kasvajate vastust, süstides koos T-rakkudega immuunsust stimuleerivaid ravimeid, mida nimetatakse tsütokiinideks. Kuid neil ravimitel on kahjulikud kõrvaltoimed, sealhulgas põletik, sest nad kipuvad stimuleerima kõiki T-rakke, millega nad kokku puutuvad. See piirab ravimi kogust, mida on võimalik anda.

Selle ületamiseks on Irvine ja tema kolleegid töötanud välja meetodid kasvaja-spetsiifiliste T-rakkude stimuleerimiseks. 2010. aastal teatasid nad, kuidas seda teha, kinnitades kasvaja-sihtimisega T-rakkudele väikesed sfäärid, mida nimetatakse liposoomideks. Need liposoomid kannavad tsütokiini kandevõimet, mida saab vabastada üksnes lähedaste T-rakkude stimuleerimiseks. Kuid osakesed võivad sisaldada ainult väikest kogust ravimit ja nad hakkasid ravimit vabastama niipea, kui T-rakud süstiti kehasse.

Loodusliku biotehnoloogia uuringu jaoks loonud teadlased uut tüüpi nanoosakesi, mis võivad toota 100-kordset ravimit ja ei vabasta seda enne, kui T-rakud puutuvad kokku kasvajaga. Need osakesed koosnevad geelist, mis on valmistatud tsütokiini IL-15 molekulidest, mis on omavahel ühendatud ristsidemega, mis on mõeldud lagunema ainult siis, kui osakeste kandev T-rakk jõuab kasvajasse ja aktiveerub. Seda aktiveerimist teavitab T-rakkude pinna keemiline muutus.

"See võimaldas meil linkida T-rakkude aktiveerimist ravimi vabanemise kiirusega, " ütleb Irvine. "Nanogeelid lahustuvad eelistatavalt siis, kui T-rakud paiknevad kohtades, kus nad näevad kasvaja antigeeni: kasvajas ja kasvaja-dreenivates lümfisõlmedes. Ravimit vabastatakse kõige tõhusamalt kohtades, kus seda soovitakse, mitte mõnes tervislikus kudedes, kus see võib põhjustada probleeme. "

Täiustatud vastus

Uurijad uurisid seda lähenemist hiirtel, kelle T-rakke geneetiliselt muundatud, et ekspresseerida T-raku retseptorit, mis on suunatud melanoomi kasvajatel leitud valku. Umbes 60 protsenti hiirtest oli ravi nii efektiivne, et tuumorid kadusid täiesti pärast mitmeid ravimeid. Samuti näitasid teadlased, et nioosakeste kinnitamine inimese T-rakkudesse, mis olid glioblastoomrakkude sihtmärgiks geneetiliselt modifitseeritud, võimaldasid neil glioblastoomi rakke tappa palju tõhusamalt.

Samuti leidsid uurijad, et koos nanoosakestega võivad nad anda hiirtele kaheksa korda suuremat IL-15-d ilma kõrvaltoimeta, võrreldes ravimi süstimisega kogu kehas.

Torque Biotherapeutics, kliiniliste uuringutega tegelev ettevõte, kavatseb seda testida mitmesugustes kasvajate tüüpides. Irvine ütleb, et lootus on see, et see lähenemine võib toimida mis tahes tahkes või veres kasvajas, kui on olemas teadaolev sihtmärk, mida saab programmeerida T-rakkudesse. Nüüd kavatseb ta uurida, kas T-rakkude stimuleerimisel võivad veelgi tõhusamad ravimid kui IL-15.

menu
menu