Сифилис - Лечение кожи

Рак яичников Эффективная иммунотерапия шаг за шагом приближается с новым исследованием Т-клеток

Иммунотерапия рака дендритными клетками

 Иммунитет позволяет защититься от внутренних врагов (различные видоизменившиеся клетки) и внешних (микробы, вирусы), способных размножаться бесконтрольным путем.

В человеческом организме ежедневно образуется несколько тысяч раковых клеток, и иммунитет должен быстро обнаружить их развитие и полностью подавить. Если он не справляется со своими функциями, опухоль в итоге начинает вырабатывать вещества, которые существенно снижают защитные способности организма. У большей части онкобольных диагностируют подавленный иммунитет.

https://www.youtube.com/watch?v=ytpressru

 Исследования, проведенные учеными, доказывают, что значительное влияние на восстановление противораковой функции иммунитета могут оказывать дендритные клетки и Т-лимфоциты.

Медицина перешла на новый уровень: клетки стали живым лекарством

В последнее время в терапии опухолевых заболеваний особое внимание уделяется адоптивной иммуноцитотерапии (от англ. adoptive — приемный). При этом часть клеток иммунной системы пациента искусственно «натравливают» на опухолевые клетки.

Суть метода состоит в том, чтобы отобрать у пациента необходимые иммунные клетки, обработать их — например, иммунными цитокинами (небольшими белками, выполняющими функции регуляторов деления и дифференцировки специфических иммунных клеток), — а затем вернуть в организм уже активированные клетки, которые и будут помогать бороться с опухолями* (рис. 1).

Получение антиопухолевых Т-клеток

Рисунок 1. Схема получения антиопухолевых Т-клеток для адоптивной иммуноцитотерапии.Рисунок из [3].

Впервые метод адоптивной иммуноцитотерапии был описан еще в 1988 году — у пациентов с метастатической меланомой (то есть раком кожи на четвертой стадии) наблюдалась регрессия заболевания при терапии с помощью их TIL-клеток (лимфоцитов, инфильтрующих опухоль) [2].

В настоящее время терапия метастатической меланомы на основе TIL-клеток является наиболее эффективным способом лечения данного заболевания, поскольку регрессия опухоли наблюдается у половины пациентов [3].

Существует несколько вариантов клеток, которые используются в адоптивной иммунотерапии; из них три используются при терапии опухолевых заболеваний: уже знакомые нам TIL-клетки (лимфоциты, инфильтрующие опухоль), LAC-клетки (лимфокин-активированные киллеры) и CIK-клетки (цитокин-индуцированные киллеры).

На самом деле собственные Т-клетки организма тоже стараются бороться с опухолевыми клетками, только зачастую опухолевые клетки им «не по зубам». Не то, чтобы совсем — ведь существует иммунный надзор, осуществляемый Т-клетками и естественными киллерами (NK-клетками), с помощью которых иммунная система старается защититься от опухолей, — однако это вовсе не стопроцентная защита.

Однако случается, что иммунный надзор не всегда достаточно силен, чтоб предотвратить развитие опухолей: так, при длительном применении иммунодепрессантов после трансплантаций органов повышается частота развития многих опухолей [4].

Необходима система наведения

Несмотря на сложность получения модифицированных клеток, а также сопутствующий риск возникновения серьезных побочных эффектов, все же главной проблемой метода иммуноцитотерапии является отсутствие способов прицельной доставки вводимых модифицированных иммунных клеток в опухоль.

Раковые клетки часто делаются практически «невидимыми» для иммунной системы, и они образуют микросреду, которая подавляет активность и миграцию Т-клеток [5]. Для того, чтобы сбросить мантию-невидимку с опухолевых клеток, Т-лимфоциты надо не только активировать, но и придать им способность прицельно узнавать опухолевые клетки.

Т-клетки могут быть перепрограммированы методами генной инженерии путем введения генов, кодирующих рецепторы к опухолевым антигенам (TAA, tumour-associated аntigens) — оснащения собственной «системой наведения».

ПОДРОБНЕЕ ПРО:  Стригущий лишай (микроспория и трихофития)

Также можно заодно ввести гены для придания Т-клеткам устойчивости к иммуносупрессии для увеличения выживаемости или облегчения проникновения сконструированных Т-клеток в опухоль. В итоге, могут быть получены высокоактивные «наемные убийцы» раковых клеток [5].

Для получения эффективных «убийц» Т-лимфоциты модифицируют путем оснащения их искусственными химерными антигенными рецепторами (CAR, chimeric antigen receptors). Рецепторы химерные, поскольку одна часть (распознающая) была «позаимствована» у моноклональных антител, а часть, передающая сигнал, — у Т-клеточного рецептора (ТCR).

В качестве внеклеточной «распознающей» части обычно служат вариабельные домены тяжелой и легкой цепи иммуноглобулинов необходимой специфичности (scFv), которые образуют специфичный к опухолевым клеткам антиген-связывающий участок [5] (рис. 2).

Структура CAR

Рисунок 2. Структура химерного антигенного рецептора (CAR). CAR состоит из внеклеточного домена (одноцепочечного вариабельного фрагмента антитела (scFv)), соединенного с помощью цепей и трансмембранных доменов с цитоплазматической сигнальной областью. Гены, кодирующие scFv, получены из В-клеток, продуцирующих антитела, специфичные к опухолевому антигену. CAR существует в виде димера, и распознавание опухоли происходит напрямую (без участия MHC). Рисунок из [5].

Все новое — это хорошо забытое старое. Первые Т-клетки с химерным антигенным рецептором были получены командой ученых под руководством профессора Эсхара (Zelig Eshhar); результаты работы были опубликованы еще в 1989 году [6].

Однако с момента обнаружения химерных антигенных рецепторов до внедрения технологии в практику прошло больше 20 лет. За это время были улучшены химерные антигенные рецепторы — были созданы CAR 2-го поколения, в которые был внесен дополнительный сигнальный домен костимулирующей молекулы, который позволил улучшить активацию Т-клеток и их распространение.

В CAR 3-го поколения был добавлен еще один сигнальный домен, что в конечном итоге повысило уровни выживания и размножения модифицированных Т-клеток [7] (рис. 3). В конечном итоге были улучшены способность к «выслеживанию» опухолевых клеток, а также уменьшены побочные эффекты.

Побочные эффекты новой терапии

Несмотря на то, что иммуноцитотерапия Т-клетками с CAR является прорывом в области лечения опухолевых заболеваний, есть еще ряд опасностей, которые могут поджидать за углом. Доктор Карл Джун (Carl June) из университета Пенсильвании был одним из первых, кто опубликовал успешные результаты лечения модифицированными Т-клетками, сравнил то, что происходит внутри тела пациента с «серийным убийством» и «массовым убийством».

Когда миллиарды Т-клеток, которые были введены в организм, поделятся, то они смогут обнаружить и убить несколько фунтов опухоли. Но в этом тоже немало риска — многие пациенты страдают от синдрома высвобождения цитокинов (цитокинового шторма) — при борьбе Т-клетки с опухолевой клеткой высвобождается большое количество молекул цитокинов, что представляет угрозу для самого организма. Так, семь пациентов умерло вследствие этого синдрома [9].

Побочные эффекты связаны с мощной иммунной активностью модифицированных Т-клеток. Одним из камней преткновения является риск высокой токсичности, не позволяющий ввести подобное лечение на регулярной основе.

«Т-клетки — действительно мощные создания», — говорит профессор Венделл Лим (Wendell Lim), заведующий отделом Департамента клеточной и молекулярной фармакологии Калифорнийского университета.

ПОДРОБНЕЕ ПРО:  Розовый лишай у человека. Признаки и лечение.

— «Будучи активированными, они могут вызвать смерть. Нам необходима система удаленного контроля, которая сохранит силу этих модифицированных Т-клеток, и позволит специфично „общаться“ с ними и управлять Т-клетками, находящимися в организме»[10].

Рак яичников Эффективная иммунотерапия шаг за шагом приближается с новым исследованием Т-клеток

Применяется с целью лечения меланомы на стадиях, когда проявляются метастазы. Данная методика позволяет существенно и очень быстро усилить способности иммунитета к противодействию злокачественным образованиям.

Активность ТИЛ-клеток в 75 раз выше аналогичных показателей лимфоцитов. Из удаленных тканей опухоли получают ТИЛ-клетки, их помещают в специально подготовленную среду, чтобы они могли развить противоопухолевые способности. После этого в кровь пациента возвращают значительно усиленные и размноженные ТИЛ-клетки.

T-хелперы относятся к числу самых активных телец иммунной системы, которые формируют адаптивный иммунитет. Сферы применения Т-клеточной иммунотерапии: лечение раковых образований, аутоиммунных заболеваний, ВИЧ и других сложных вирусов.

1. С использованием клеток, полученных из организма больного.

2. С использованием донорских клеток.

 Существуют также уникальные методики, позволяющие активировать Т-хелперы за счет электромагнитных частиц. В данный момент они находятся в процессе тестирования.

Поздние стадии рака

Часто больные обращаются в медицинское учреждение за помощью, когда заболевание уже находится в запущенном состоянии. На данном этапе обычно появляются метастазы, поэтому общепринятые методы лечения не дают желаемого результата.

Традиционное лечение даже с применением агрессивных вариантов облучения и химиотерапии не может переломить негативный ход заболевания. Клеточная иммунотерапия дает возможность организму восстановить противораковую функцию иммунной системы.

Противоопухолевые вакцины

Применение методики вакцинации позволяет восстановить противоопухолевый иммунитет человека и предотвратить развитие и распространение онкопатологии. Вакцины могут включать в себя клетки опухоли или антигены.

Клеточные вакцины создаются из раковых клеток больного. После изъятия их обрабатывают специальным способом. При достижении стадии, когда клетки неспособны совершать деление, их вводят в тело больного для формирования особого иммунитета.

Антигенные вакцины содержат антигены опухоли. Существуют антигены, подходящие для новообразований определенного вида, а есть уникальные, которые наблюдаются в организме лишь одного больного.

Т-клетки взяли под контроль

Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Франциско создали молекулярный «включатель», с помощью которого можно управлять действиями генноинженерных Т-лимфоцитов. Как и обыкновенные Т-клетки, несущие CAR, новые Т-клетки с «включателем» будут взаимодействовать с опухолевыми клетками, но не будут переходить «в атаку», пока не будет введен специальный препарат.

Данный препарат является своеобразным «химическим мостиком» внутри Т-клеток: он запускает иммунные реакции, «включает» их, переводя в активное состояние. Когда препарат перестает циркулировать в крови, Т-клетки снова переходят в «выключенное» состояние (рис. 5).

Титруемый контроль генноинженерных Т-клеток

Рисунок 5. Титруемый контроль генноинженерных Т-клеток с помощью включаемого химерного антигенного рецептора. С обычным CAR Т-клетки активируются при соединении с клеткой-мишенью, при этом из-за очень сильного иммунного ответа есть риск высокой токсичности. «Включаемый» CAR требует небольшую стимулирующую молекулу для запуска терапевтической функции. Величину ответа (например, «убийства» клеток-мишеней) можно титровать, тем самым уменьшая токсичность при уменьшении количества небольшой стимулирующей молекулы. Рисунок из [11].

Внедрение «пульта управления» в Т-клетку с химерным антигенным рецептором — это пример простой и эффективной стратегии совмещения собственных и автономных решений клетки (например, обнаружение сигналов болезни) с контролируемыми пользователем из вне.

ПОДРОБНЕЕ ПРО:  Осторожно, лишай! Лишай детский детский лишай

Перегруппировка и расщепление основных частей CAR обеспечивает возможность «включения» и «выключения» химерных антигенных рецепторов. Данная работа также подчеркивает важность разработки оптимизированных биоинертных «пультов управления», таких как небольшие молекулы и свет, вместе с их клеточными компонентами реагирования, в целях повышения точности контролируемой терапии [11].

Таким образом, правильно дозируя препарат, можно управлять уровнем иммунной активности модифицированных Т-клеток. В частности, благодаря данной технологии можно снизить отрицательные последствия синдрома высвобождения цитокинов.

Также иногда нормальные клетки экспрессируют небольшие количества белков, которые являются мишенью для Т-клеток с CAR. Поскольку модифицированные Т-клетки вводят в кровяное русло и они проходят через сердце и легкие, ткани этих органов могут быть повреждены прежде, чем Т-клетки достигнут своих намеченных целей в других частях тела. А с новой технологией Т-клетки будут в «выключенном» состоянии, пока не достигнут цели [10].

Иммунотерапия с помощью Т-клеток с CAR успешна против рака крови, но, когда дело доходит до твердых опухолей, которые образуются в толстой кишке, молочных железах, мозге и других тканях, модифицированные Т-клетки до сих пор не показывают высокой эффективности.

https://www.youtube.com/watch?v=https:accounts.google.comServiceLogin

Возможно, метод дистанционного управления Т-клетками позволит разработать более мощные версии химерных антигенных рецепторов, которые позволят Т-клеткам поражать твердые опухоли, при этом не обладая серьезными побочными эффектами.

  1. Хороший, плохой, злой, или Как разозлить лимфоциты и уничтожить опухоль;
  2. Rosenberg S.A., Packard B.S., Aebersold P.M., Solomon D., Topalian S.L., Toy S.T. et al. (1988). Use of tumor-infiltrating lymphocytes and interleukin-2 in the immunotherapy of patients with metastatic melanoma. A preliminary report. N. Engl. J. Med. 319, 1676–1680;
  3. Rosenberg S.A., Restifo N.P., Yang J.C., Morgan R.A., Dudley M.E. (2008). Adoptive cell transfer: a clinical path to effective cancer immunotherapy. Nat. Rev. Cancer8, 299–308;
  4. Ярилин А.А. Иммунология. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. — 752 с.;
  5. Kershaw M.H., Westwood J.A., Darcy P.K. (2013). Gene-engineered T cells for cancer therapy. Nat. Rev. Cancer13, 525–541;
  6. Gross G., Waks T., Eshhar Z. (1989). Expression of immunoglobulin-T-cell receptor chimeric molecules as functional receptors with antibody-type specificity. Proc. Natl. Acad. Sci. USA.86, 10024–10028;
  7. Urba W.J. and Longo D.L. (2011). Redirecting T cells. N. Engl. J. Med. 365, 754–757;
  8. Emily Whitehead Foundation;
  9. Regalado A. (2015). Biotech’s coming cancer cure. MIT Technology Review;
  10. Farley P. (2015). ‘Remote control’ of immune cells opens door to safer, more precise cancer therapies. University of California San Francisco;
  11. Wu C., Roybal K.T., Puchner E.M., Onuffer J., Lim W.A. (2015). Remote control of therapeutic T cells through a small molecule-gated chimeric receptor. Science350, aab4077..
Adblock
detector