Naujo tyrimo su pelėmis ir žmogaus ląstelėmis duomenimis, Johnso Hopkinso universiteto mokslininkai sukūrė dirbtinį limfmazgį, kuriuo galima gydyti vėžį.
Kaip veikia naujasis limfmazgis
Naujai sukurtas limfmazgis – imuninės sistemos komponentų pripildytas maišelis – implantuojamas po oda ir yra sukurtas taip, kad veiktų kaip mokymosi centras ir stimuliatorius, mokantis imuninės sistemos T ląsteles atpažinti ir naikinti vėžines ląsteles. Išsami informacija apie komandos eksperimentus paskelbta žurnale „Advanced Materials“.
Limfmazgiai – mažytės liaukos, išsidėsčiusios visame kūne, daugiausia kakle, pažastyse ir kirkšnyse – yra žinduolių, įskaitant peles ir žmones, imuninės sistemos dalis. Jų yra šimtai, todėl vienoje kūno vietoje esančioms imuninėms ląstelėms nereikia toli keliauti, kad įspėtų imuninę sistemą apie gresiantį pavojų.
„Tai yra vieta, kurioje T ląstelės – imuninės sistemos kovinės ląstelės – guli miegančios ir laukia, kol bus aktyvuotos kovai su infekcijomis ar kitomis neįprastomis ląstelėmis“, – sakė tyrimo pirmoji autorė Natalie Livingston, šiuo metu dirbanti Masačusetso ligoninės habilituota daktare.
„Kadangi vėžys gali apgauti T ląsteles ir priversti jas miegoti, dirbtinis limfmazgis buvo sukurtas taip, kad informuotų ir suaktyvintų T ląsteles, kurios įšvirkščiamos kartu su limfmazgiu.“
Kaip buvo sukurtas dirbtinis limfmazgis
Dirbtiniam limfmazgiui sukurti mokslininkai panaudojo hialurono rūgštį – drėkinamąją medžiagą, kuri paprastai naudojama kosmetikoje ir losjonuose ir natūraliai randama organizmo odoje ir sąnariuose.
Hialurono rūgštis geba jungtis su T ląstelėmis per ląstelių paviršiaus receptorių. 2019 m. Džono Hopkinso mokslininkų atliktas tyrimas parodė, kad hialurono rūgštis skatina T ląstelių aktyvavimą.
Atlikdami šį tyrimą, Johnso Hopkinso komandos nariai naujojo limfmazgio pagrindui panaudojo hialurono rūgštį ir pridėjo MHC (pagrindinio histokompatibilumo komplekso) arba HLA (žmogaus histokompatibilumo antigeno) molekulių, kurios suaktyvina T ląsteles ir kitus imuninės sistemos komponentus. Tada jie taip pat pridėjo vėžinėms ląstelėms būdingų molekulių ir antigenų, kad išmokytų T ląsteles, ko ieškoti.
„Į dirbtinį limfmazgį pridėję skirtingų antikūnų, mes galime kontroliuoti, ko T ląstelės suaktyvinamos ieškoti“, – sakė Livingstonas.
Sukurtas dirbtinis limfmazgis yra apie 150 µm dydžio, t. y. maždaug dvigubai platesnis už žmogaus plauką. Tai pakankamai nedidelis dydis, kad liktų po oda, ir pakankamai didelis, kad jo neišnešiotų kraujotaka.
„Šio metodo privalumas, palyginti su kitomis ląstelių terapijomis, pavyzdžiui, CAR-T, yra tas, kad yra mažiau gamybos etapų“, – sakė profesorius Jonathanas Schneckas, vadovavęs ir 2019 m., ir dabartinei tyrimų komandai.
Taikant dabartinius ląstelių terapijos būdus, iš paciento reikia paimti T ląsteles, manipuliuoti jomis už organizmo ribų, kad jos atpažintų tam tikros rūšies vėžį, ir vėl sušvirkšti pacientui.
„Taikant mūsų metodą, – sakė Schneckas, – T ląstelės švirkščiamos kartu su dirbtiniu limfiniu mazgu, o T ląstelės paruošiamos ir ugdomos dirbtinio limfinio mazgo, esančio organizme. Tada T ląstelės gali keliauti bet kur ir naikinti vėžines ląsteles.“
Livingstonas, Schneckas ir tyrėjų komanda išbandė dirbtinį limfmazgį su pelėmis, kurioms buvo implantuotas melanomos arba storosios žarnos vėžys. Praėjus šešioms dienoms po auglių implantavimo pelėms buvo suleistos dirbtinio limfmazgio ir T ląstelių injekcijos.
Komanda palygino šias peles su tomis, kurios gavo tik dirbtinį limfmazgį, su tomis, kurios gavo tik T ląsteles (kurių neaktyvavo dirbtinis limfmazgis), ir su tomis, kurios gavo T ląsteles kartu su imunoterapijos klasės vaistu, vadinamu anti-PD-1.
Praėjus devynioms dienoms, melanoma ir storosios žarnos vėžiu sergančios pelės, kurioms buvo naudojamas dirbtinio limfmazgio, T ląstelių ir anti-PD-1 vaisto derinys, išgyveno geriausiai (trys iš septynių pelių tebebuvo gyvos 33 dienas), palyginti su kitomis grupėmis, kurios išgyveno tik apie 26 dienas. Šios grupės pelių vėžys taip pat augo lėčiausiai. Jų vėžys padvigubėjo per 5-10 dienų ilgiau nei kitų grupių.
Mokslininkai taip pat nustatė, kad dirbtinis limfmazgis pritraukė kitų imuninių ląstelių antplūdį ir veikė kaip „imunologiškai aktyvi niša“, padedanti toliau stimuliuoti imuninę sistemą. Kai pelėms kartu su dirbtiniu limfmazgiu buvo sušvirkšta T ląstelių, jų padaugėjo net devynis kartus.
Livingstonas sakė, kad dirbtinio limfmazgio metodas skiriasi nuo vakcinos nuo vėžio, kuri paprastai aktyvuoja dendritinę ląstelę – imuninės sistemos komponentą, nurodantį T ląstelėms, ko ieškoti. Vėžiu sergantiems žmonėms dažnai sutrinka dendritinių ląstelių veikla, todėl dirbtinis limfmazgis praleidžia dendritinę ląstelę ir tiesiogiai aktyvuoja T ląsteles.
Mokslininkai planuoja atlikti papildomus laboratorinius tyrimus, siekdami į limfmazgį įtraukti daugiau imuninių signalų molekulių ir į dirbtinio limfmazgio aplinką įdarbinti daugiau šeimininko imuninių ląstelių. Jie jau pateikė paraišką patentui, susijusiam su jų tyrime aprašyta technologija, gauti.
