Наночастици събуждат имунните клетки да се борят с рака

Google+ Pinterest LinkedIn Tumblr +

Малки наночастици, далеч по-малки от ширината на човешки косъм, могат да помогнат на собствената имунна система на тялото да се бори с тумори, показва ново проучване. В експерименти с мишки, терапията, базирана на наночастици, не само заличава прицелените тумори на рак на гърдата, но и метастази в други части на тялото. Клинични проучвания върху хора с новата терапия може да започнат в рамките на следващите няколко месеца, казват изследователите.

Nicolle R. Fuller/Science Source

Nicolle R. Fuller/Science Source

Търсенето на лекарства, които стимулират имунната система да се бори с тумори, е еднo от най-горещите полета в изследване на раковите заболявания. Имунните стражи, известни като Т-клетки, обикновено са на лов за подозрителни цели, например бактериални нашественици и потенциални туморни клетки. Ако разпознаят такива, те алармират, предизвиквайки други имунни клетки да предприемат по-мащабен отговор. Въпреки това, алармата на Т-клетките може да бъде изключена от т. нар. имунни пунктове – други протеини на повърхността на нормалните клетки, които заглушават имунния отговор, за да се предотврати вредна автоимунна реакция към нормална тъкан. Туморните клетки често свръх-експресират тези контролно-пропускателни молекули, слагайки спирачки на работата на имунната система да търси и унищожава.

Специално предложение:
 

За преодоляване на този проблем, фармацевтичните компании са разработили няколко различни антитела, които блокират тези преекспресирани контролно-пропускателни молекули и дават възможност на имунната система да се насочи към туморите. В случаите, в които има много Т-клетки в близост до тумора, или когато туморните клетки са претърпели голям брой мутации, което създава допълнителни цели за имунните стражи, Т-клетките ще предизвикат силен имунен отговор срещу рака. Такава имунотерапия срещу заболяването може да добави допълнителни години към живота на пациентите.

Все пак, съществуващите лекарства за имунотерапия срещу рак работят само при 20% до 30% от пациентите. В някои случаи, дори когато контролно-пропускателните молекули са блокирани, има твърде малко активни Т-клетки, които да активират имунната аларма, казва Джед Уолчък, експерт по имунотерапия на рака в Memorial Sloan Kettering Cancer Center в Ню Йорк. При други случаи, казва той, туморите не показват на повърхността си достатъчно от целевите молекули, необходими на Т-клетката да ги разпознае като тумори, т. нар. туморни антигени.

Но на пръв поглед неподреденият пъзел предлага перспектива за повишаване на ефективността на имунотерапията. Онколози отдавна знаят, че в редки случаи, след като пациентите бъдат подложени на лъчева терапия за свиване на тумора, имунната система извършва агресивен отговор, който заличава не само тумора, но метастазите в цялото тяло, които не са третирани с радиацията. Изследователите вече мислят, че облъчването понякога убива туморните клетки по начин, който излага нови антигени пред Т-клетките, подучвайки ги да се насочат и към други туморни клетки, които ги съдържат, казва Уенбин Лин, химик в Университета на Чикаго в Илинойс, и един от авторите на настоящето изследване.

Лин искал да провери дали може да използва нетоксични наночастици, за да се изостри чувствителността на имунната система по подобен начин. Да прекараш наночастиците покрай имунната система не е лесно. Ако са твърде големи, клетки в кръвта, наречени макрофаги, ги поглъщат. А кръвните протеини са склонни да покриват частиците, улеснявайки тяхното поемане. През последните години екипът на Лин разработва метод за производство на частици, които са с размер между 20 и 40 нанометра (нанометър е една милиардна част от метъра) – най-подходящият размер за заобикаляне на макрофагите. Те ги покрили с обвивка от полиетиленгликол, която им помага да оцелеят по-дълго в кръвообращението и да навлязат в целевите клетки. Накрая, включили във вътрешността силни светло-абсорбиращи, хлор-базирани молекули, които превръщат наночастиците в туморни убийци.

В предишни изследвания, екипът е установил, че след като се инжектират в кръвния поток, частиците са в състояние да се движат достатъчно дълго, за да намерят пътя си към туморите. И тъй като туморите обикновено имат пропусклива, зле оформена съдова система, частиците изтичат на мястото на раковата тъкан и се поемат вътре в туморните клетки. След като наночастиците се абсорбират, изследователите пускат инфрачервена светлина върху туморите. Тази светлина се поглъща от хлорните молекули, които след това възбуждат близките кислородни молекули, създавайки силно реактивна форма на кислород, известен като синглетен кислород, който разкъсва близките биомолекули и убива туморните клетки.

Но това е само началото, казва Лин. Синглетният кислород разкъсва туморните клетки по такъв начин, че излага много нови туморни антигени пред имунни клетки, наречени дендритни клетки, които, подобно на полицаи залагащи клопка, хващат антигените и ги представят на Т-клетките за по-обстойна инспекция. По този начин те помагат на имунната система да извърши мощна антитуморна реакция дори в случаите, когато наоколо няма много Т-клетки.

През август 2016 г., Лин и колегите му съобщават пред Nature Communications, че когато инжектирали версия на техните наночастици в кръвта на мишки с рак на дебелото черво заедно с контролно-пропускателни антитела и облъчили туморите със светлина, комбинацията предизвикала имунната система на животните да унищожи както целевите тумори на рака на дебелото черво, така и нелекувани тумори на други места. Все пак, тези частици също пренасят стандартен химиотерапевтичен токсин за убиване на раковите клетки. В сегашното им проучване изследователите искали да видят дали подходът ще работи само с имунния отговор.

Този път Лин и колегите му работили с мишки с рак на гърдата, друга форма на рак, който често не отговаря на съвременните имунотерапевтични лекарства. Отново, те инжектират животните със своите наночастици заедно с контролно-пропускателни антитела. Но този път наночастиците не съдържат никакво допълнително химиотерапевтично лекарство. След това облъчват туморите с инфрачервена светлина и чакат резултатите. В почти всички случаи не само първичният тумор на рак на гърдата е унищожен, но и метастази в белия дроб също били унищожени, съобщават пред Journal of the American Chemical Society. „Бяхме изненадани да открием, че без цитотоксични средства, можете да постигнете същия ефект“, казва Лин.

„Това е един добре обмислен подход и данните са интересни“, казва Уолчък, който не е участвал в работата. Подходът заслужава да бъде последван от изпитвания върху хора, добавя той. Лин казва, че такива проучвания едва ли ще започнат скоро. Екипът от Чикаго вече е формирал компания, наречена Coordination Pharmaceuticals, която е набрала малко средства, за да започне първи етап на такива изпитвания, вероятно някъде през втората половина на тази година.

Превод: Гергана Димитрова

Източник: Science

Сподели