Исследователи из Университета Южной Калифорнии (USC) разработали новый способ получать практически неограниченный запас иммунных клеток для борьбы с раком и другими заболеваниями. Работа опубликована в научном журнале Cell и может открыть путь к созданию более доступных и масштабируемых клеточных терапий.
В центре исследования оказались гранулоцитарно-моноцитарные клетки-предшественники (GMP) — промежуточные клетки иммунной системы, из которых формируются макрофаги и ряд других иммунных клеток.
Макрофаги считаются одним из самых перспективных инструментов современной иммунотерапии. Они способны проникать внутрь опухоли, поглощать раковые клетки и запускать иммунный ответ организма. Однако использовать зрелые макрофаги в качестве лекарства до сих пор было сложно: они плохо размножаются вне организма, тяжело поддаются генетической модификации, плохо переносят хранение и после введения часто оседают в печени и легких вместо того, чтобы распространяться по телу.
Команда ученых решила подойти к проблеме иначе — не работать с уже зрелыми клетками, а использовать их предшественники.
С помощью специально подобранной химической среды исследователям удалось остановить естественное созревание GMP и заставить их длительное время сохранять свое состояние в лабораторных условиях. Более того, клетки можно было многократно размножать без потери свойств.
Это открытие оказалось особенно неожиданным, поскольку способность к длительному самовоспроизведению традиционно считалась характерной главным образом для стволовых клеток.
Авторы показали, что при правильных условиях GMP также способны многократно делиться, сохраняя способность производить полноценные иммунные клетки.
После этого исследователи генетически модифицировали клетки-предшественники. Они встроили в них так называемый CAR-рецептор (химерный антигенный рецептор) — технологию, которая уже применяется в современных методах лечения некоторых видов рака крови. Такой рецептор позволяет иммунным клеткам распознавать конкретные молекулы на поверхности опухолевых клеток.
Дополнительно команда встроила второй сигнальный механизм, усиливающий работу других компонентов иммунной системы, включая Т-клетки, участвующие в уничтожении опухоли.
Эксперименты на мышах показали, что модифицированные клетки смогли закрепляться в костном мозге и продолжительное время производить новые поколения противоопухолевых иммунных клеток.
На моделях как опухолей крови, так и солидных опухолей такая терапия замедляла развитие болезни. Наиболее выраженный эффект наблюдался у клеток, которые одновременно несли CAR-рецептор и дополнительный иммунный активатор.
Авторы считают особенно важным то, что технология потенциально позволяет создавать готовые универсальные препараты заранее — без необходимости индивидуально изготавливать лечение для каждого пациента.
Исследователи также протестировали подход на модели хронической гранулематозной болезни — наследственного иммунного нарушения. После введения GMP у животных восстановилась способность бороться с бактериальными инфекциями.
По мнению авторов работы, дальнейшее развитие иммунотерапии может зависеть не только от того, какие именно противоопухолевые рецепторы используются, но и от выбора стадии развития иммунной клетки, на которой начинается ее программирование.