Ученые обнаружили бесконечную армию клеток, борющихся с раком

Фото из открытых источников

В процессе эволюции иммунная система человека приобрела невероятную способность бороться с раковыми клетками. Одной из первых линий защиты являются специализированные белые кровяные клетки, называемые макрофагами.

Название происходит от греческих слов «большой» и «пожиратель», и, как следует из названия, этот тип клеток обладает ненасытным аппетитом к раку. Макрофаги могут даже подавать сигнал тревоги «съешьте меня» изнутри опухолей, активизируя другие иммунные клетки, такие как Т-лимфоциты.

Они представляют собой прекрасную мишень для исследований рака, но до сих пор терапии нового поколения в значительной степени не смогли раскрыть их истинный потенциал.

Команда ученых из Университета Южной Калифорнии (USC), возможно, наконец-то нашла ключ к разгадке. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell.

Теперь они могут генетически модифицировать клетки, которые в конечном итоге дают начало макрофагам, или клетки-предшественники макрофагов, в лабораторных условиях. Это не стволовые клетки, а клетки, которые впоследствии образуют стволовые клетки, и, похоже, у них есть сверхспособность:

Они могут создавать свои копии снова и снова.

«Преобладающее мнение заключалось в том, что долгосрочное самообновление в кровеносной системе является прежде всего свойством… стволовых клеток, способных генерировать любые типы клеток крови или иммунной системы», — объясняет биолог Ци-Лун Ин из Университета Южной Калифорнии. «Мы обнаружили, что при правильных условиях [клетки-предшественники] также способны к самообновлению, интенсивно делясь, сохраняя при этом свою идентичность и способность производить функциональные иммунные клетки. Это дает нам масштабируемую отправную точку для разработки клеточной терапии рака, инфекционных заболеваний и, потенциально, многих других состояний».

CAR-T — это известный и новаторский метод лечения рака, который заключается в том, что у пациента берут Т-клетки, генетически модифицируют их для более эффективной борьбы с раком, а затем вводят обратно в кровообращение организма.

На сегодняшний день различные варианты CAR-T-терапии продемонстрировали замечательные результаты, значительно продлевая жизнь пациентов в клинических испытаниях. 

Однако, хотя они наиболее эффективны при раке крови, они не так эффективны против солидных опухолей. Как правило, макрофаги являются наиболее многочисленными иммунными клетками в раковой опухоли, но их создание в лабораторных условиях представляет собой более сложную задачу.

Также оказалось, что эти белые кровяные клетки трудно размножать вне человеческого организма, поскольку они часто не достигают необходимого уровня. Более того, их сложно заморозить и хранить длительное время.

Однако не все надежды потеряны для такой терапии, как CAR-M, которая похожа на CAR-T, но использует макрофаги вместо Т-клеток.

Клетки-предшественники макрофагов, называемые гранулоцитарно-моноцитарными предшественниками (ГМП), могут стать тем самым ключом к решению проблемы.

Используя препараты ГМП, применяемые у мышей и человека, Ин и его коллеги точно определили, чем должны питаться эти клетки для роста, обеспечивая их сложной смесью химических веществ на очень специфических стадиях развития.

Есть надежда, что этот неисчерпаемый запас ГМП теперь можно будет использовать для будущей иммунотерапии рака. В лабораторных условиях сконструированные GMP позволили получить мощные CAR-M-клетки.

Когда эти выращенные в лаборатории ГМП вводили мышам с раком крови и солидными опухолями, исследователи обнаружили, что клетки-предшественники обеспечивали постоянный приток макрофагов и других иммунных клеток.

В отличие от введенных макрофагов, эти ГМФ распространялись по всему организму грызунов и замедляли прогрессирование рака в крови и в солидных опухолях.

«Этот метод расширения и модификации ГМП открывает двери для многочисленных прикладных задач, подобно расширению и модификации Т-клеток», — говорит биолог Рави Маджети. «Мы уже продемонстрировали возможность модификации этих клеток для выполнения множества важных функций, и многое еще предстоит исследовать». 

В течение многих лет ученые пытались определить, какие Т-клетки лучше всего подходят для модификации в рамках CAR-T-терапии. Однако новое исследование предполагает, что воздействие на предшественники иммунных клеток является потенциально более эффективным путем к успеху, охватывающим сразу больше аспектов.

«Наше исследование предполагает, что будущее иммунотерапии может зависеть не только от разработки более эффективных CAR-рецепторов, но и от выбора правильной стадии развития клетки», — заключает Инг.