Инженеры разрабатывают наночастицы, которые стимулируют иммунную систему, помогая ей атаковать опухоли

опухоль
                Кредит: CC0 Public Domain

Одной из многообещающих стратегий лечения рака является стимулирование собственной иммунной системы организма для борьбы с опухолями. Тем не менее, опухоли очень хорошо подавляют иммунную систему, поэтому эти виды лечения не работают для всех пациентов.
                                                                                       

Инженеры MIT придумали способ повысить эффективность одного вида иммунотерапии рака. Они показали, что если они лечили мышей существующими препаратами, называемыми ингибиторами контрольных точек, наряду с новыми наночастицами, которые дополнительно стимулируют иммунную систему, терапия становилась более мощной, чем ингибиторы контрольных точек, принимаемые отдельно. Исследователи считают, что такой подход может помочь иммунотерапии рака помочь большему проценту пациентов.

«Эти методы лечения очень хорошо работают у небольшой части пациентов, а у других пациентов они вообще не работают. На данный момент не совсем понятно, почему существует такое расхождение», — говорит доктор философии Колин Бусс. ’20, ведущий автор нового исследования.

Команда MIT разработала способ упаковки и доставки небольших кусочков ДНК, которые запускают иммунный ответ на опухоли, создавая синергетический эффект, который делает ингибиторы контрольных точек более эффективными. В исследованиях на мышах они показали, что двойное лечение остановило рост опухоли, а в некоторых случаях также остановило рост опухолей в других частях тела.

Сангита Бхатия, профессор наук и технологий в области здравоохранения, электротехники и информатики им. Джона и Дороти Уилсон, а также член Института интеграционных исследований рака им. М.И. Коха и Института медицинской инженерии и науки, является старшим автором документ, который появляется на этой неделе в Труды Национальной академии наук.

Снятие тормозов

Иммунная система человека настроена на распознавание и уничтожение аномальных клеток, таких как раковые клетки. Однако многие опухоли выделяют молекулы, которые подавляют иммунную систему в окружающей среде, окружающей опухоль, делая атаку Т-клеток бесполезной.

Идея ингибиторов контрольных точек заключается в том, что они могут снять этот «тормоз» с иммунной системы и восстановить способность Т-клеток атаковать опухоли. Некоторые из этих ингибиторов, которые нацелены на белки контрольных точек, такие как CTLA-4, PD-1 и PD-L1, были одобрены для лечения различных видов рака. Эти препараты работают путем отключения контрольных белков, которые препятствуют активации Т-клеток.

«У некоторых пациентов они работают невероятно хорошо, и они дали то, что некоторые назвали бы излечением, для примерно 15–20 процентов пациентов с определенными видами рака», — говорит Бхатия. «Однако еще многое предстоит сделать, чтобы открыть возможность использования этого подхода для большего числа пациентов».

Некоторые исследования показали, что сочетание ингибиторов контрольных точек с лучевой терапией может сделать их более эффективными. Другой подход, который опробовали исследователи, — объединить их с иммуностимулирующими препаратами. Одним из таких классов лекарств являются олигонуклеотиды — специфические последовательности ДНК или РНК, которые иммунная система распознает как чужеродные.

Однако клинические испытания этих иммуностимулирующих препаратов не увенчались успехом, и одна из возможных причин заключается в том, что лекарства не достигают намеченных целей. Команда MIT решила найти способ добиться более целенаправленной доставки этих иммуностимулирующих препаратов, позволяя им накапливаться в местах опухолей.

Для этого они упаковали олигонуклеотиды в проникающие в опухоль пептиды, которые они ранее разработали для доставки РНК для подавления раковых генов. Эти пептиды могут взаимодействовать с белками, обнаруженными на поверхности раковых клеток, помогая им специфически нацеливаться на опухоли. Пептиды также включают положительно заряженные сегменты, которые помогают им проникать через клеточные мембраны, как только они достигают опухоли.

Олигонуклеотиды, которые Bhatia и Buss решили использовать для этого исследования, содержат специфическую последовательность ДНК, которая часто встречается в бактериях, но не в клетках человека, так что иммунная система человека может распознавать ее и реагировать. Эти олигонуклеотиды специфически активируют рецепторы иммунных клеток, называемые toll-like рецепторами, которые обнаруживают микробные захватчики.

«Эти рецепторы эволюционировали, чтобы позволить клеткам распознавать присутствие патогенных микроорганизмов, таких как бактерии», — говорит Бусс. «Это говорит иммунной системе, что здесь есть что-то опасное: включи и убей это».

Синергетический эффект

После создания наночастиц исследователи проверили их на нескольких различных моделях рака у мышей. Они проверили наночастицы олигонуклеотидов самостоятельно, ингибиторы контрольных точек самостоятельно, и обе обработки вместе. Обе обработки вместе дали лучшие результаты, безусловно.

«Когда мы объединили частицы с антителом, ингибирующим контрольную точку, мы увидели значительно улучшенную реакцию по отношению либо к отдельным частицам, либо к одному ингибитору контрольной точки», — говорит Бусс. «Когда мы лечим этих мышей частицами и ингибитором контрольной точки, мы можем остановить развитие их рака».

Исследователи также задались вопросом, могут ли они стимулировать иммунную систему для борьбы с опухолями, которые уже распространились по всему организму. Чтобы исследовать эту возможность, они имплантировали мышам две опухоли, по одной на каждой стороне тела. Они давали мышам лечение ингибитором контрольной точки по всему телу, но вводили наночастицы только в одну опухоль. Они обнаружили, что как только Т-клетки были активированы комбинацией лечения, они также могли атаковать вторую опухоль.

«Мы увидели некоторые признаки того, что вы можете стимулировать в одном месте, а затем получить системный ответ, что вселяет оптимизм», — говорит Бхатия.

В настоящее время исследователи планируют провести тестирование безопасности частиц в надежде на дальнейшую разработку их для лечения пациентов, опухоли которых самостоятельно не реагируют на препараты-ингибиторы контрольной точки. С этой целью они работают с Эррки Руослахти из Санфордского института медицинских исследований им. Бернхэма Пребиса, который первоначально обнаружил проникающие в опухоль пептиды. Компания, основанная Руослахти, уже включила другие версии проникающих в опухоль пептидов в клинические испытания на людях для лечения рака поджелудочной железы.

«Это вселяет в нас оптимизм в отношении возможности расширения, производства и продвижения их, чтобы помочь пациентам», — говорит Бхатия./p>

Spread the love