Учёные разработали гидрогелевую «остановку», которая защищает Т-клетки, борющиеся с раком, замедляя их истощение и усиливая их смертоносную силу. Эта революционная стратегия может дать мощный импульс иммунотерапии, дав Т-клеткам время перегруппироваться и нанести более сильный удар.
Иммунотерапия рака усиливает иммунную систему организма для атаки раковых клеток, часто полагаясь на иммунные клетки, называемые Т-лимфоцитами. Однако для эффективности лечения эти Т-клетки должны находиться в пиковой боевой готовности и не быть истощенными.
В то время как предыдущие исследования были сосредоточены на активизации сигнальных Т-клеток, новое исследование, проведенное Китайской академией наук (CAS), использовало новый подход. Ученым удалось разработать защитный барьер, который физически отделяет Т-клетки от раковых клеток, позволяя иммунным клеткам делать паузу до их истощения и тем самым усиливая их способность бороться с раком.
«Что, если бы мы могли использовать концепцию физической блокировки для модуляции иммунной микросреды?» — спросил Лян Син-Цзе, доктор философии, соавтор исследования и профессор Национального центра нанонауки и технологий CAS. «Что, если бы контролируемый барьер мог регулировать взаимодействие Т-клеток с опухолью и давать Т-клеткам передышку, чтобы замедлить их истощение?»
Исследователи разработали биомиметический физический барьер (БФБ) на основе специального гидрогеля, который вводится непосредственно в опухоль. При температуре тела он превращается из жидкости в полутвердое вещество, фактически образуя временную стену между Т-лимфоцитами и раковыми клетками.
В этот период вынужденного отдыха накапливается больше истощенных прогениторных Т-клеток (Tpex), особого подтипа Т-клеток. Термин «прогениторные» означает, что эти клетки находятся на ранней стадии развития или являются стволовыми клетками, которые ещё не полностью созрели. «Истощённые» относится к тому факту, что они являются частью истощенной линии Т-клеток, которая появляется, когда иммунная система постоянно подвергается воздействию угроз (например, опухолевых клеток) и начинает истощаться. Таким образом, Tpex-клетки подобны новобранцам, которые могут стать полноценными солдатами, но не выгорают полностью, как их старшие сородичи.
Физический барьер позволил клеткам Tpex безопасно накапливаться внутри опухоли, не подвергаясь полному истощению из-за постоянного контакта с раковыми клетками. Когда барьер был снят, исследователи, используя ближний инфракрасный свет для возвращения полутвердого геля в жидкое состояние, заметили, что клетки Tpex реактивировались и превратились в более мощные Т-клетки, уничтожающие опухоль. Результатом стал более сильный и продолжительный иммунный ответ против рака.
Этот процесс также привел к формированию иммунной памяти, которая помогает организму бороться с опухолью, если она попытается вернуться. Когда исследователи использовали свой BPB с другой иммунотерапией, половина опухолей полностью излечилась в экспериментальных моделях. Эта стратегия также помогла предотвратить рецидив и оказалась эффективной против множественных опухолей.
Настоящее исследование представило новый подход к иммунотерапии: вместо того, чтобы просто стимулировать Т-клетки непрерывно, оно дает им запланированный перерыв, что улучшает их работу и продолжительность жизни.
«Мы называем эту стратегию „контролем иммунологического ритма“», — сказал другой автор исследования, Гун Нинцян, доктор философии, главный исследователь из Китайского университета науки и технологий (USTC). «Модулируя взаимодействие Т-клеток с опухолевыми клетками, мы вмешиваемся в процесс истощения Т-клеток и сохраняем их функциональную активность для достижения более эффективного иммунного ответа».
Клетки Tpex теперь рассматриваются как ключевая мишень для совершенствования иммунотерапии, поскольку, как было показано, они хорошо реагируют на лечение и могут помочь «перезагрузить» иммунную систему, борющуюся с раком, даже после того, как она начала давать сбои. Исследование также открыло возможности для комбинирования метода BPB с другими методами лечения рака для улучшения результатов, особенно в случаях, когда традиционная иммунотерапия оказывается неэффективной.
Исследование опубликовано в журнале PNAS .
