Исследователи из Лейдена разработали модель для продвижения иммунотерапии рака. Используя 3D-принтер, они создают мини-опухоли в среде, которая точно имитирует человеческую ткань. Они также разработали метод мониторинга в реальном времени взаимодействия этих мини-опухолей с иммунными клетками во время тестов.
Исследователи из Лейденского академического центра исследований лекарственных средств представили новый подход к оценке эффективности иммунотерапии рака. «Мы используем этот метод для проверки эффективности усиленных Т-клеток и биспецифических антител», — объясняет кандидат наук Анита Ляо. «Это гарантирует, что только самые перспективные кандидаты будут направлены на дальнейшие исследования и клинические разработки».
Иммунотерапия: помощь иммунным клеткам в атаке опухолей
Раковые клетки умело избегают обнаружения. Они используют различные стратегии, чтобы спрятаться от иммунной системы и даже отразить атаки. Иммунотерапия помогает иммунной системе распознавать, атаковать и в конечном итоге уничтожать раковые клетки . Этого можно достичь, укрепляя иммунную систему с помощью лекарств, делая раковые клетки более обнаруживаемыми или искусственно усиливая Т-клетки. Лейденское исследование фокусируется на инновационных стратегиях тестирования для последних двух подходов.
- Адаптивная Т-клеточная терапия: Т-клетки — это специализированные иммунные клетки, которые могут атаковать раковые клетки. На их поверхности есть рецепторы, которые действуют как антенны для идентификации раковых клеток. Изолируя Т-клетки пациента, конструируя их с лучшими антеннами и переливая их обратно в кровь, можно сконструировать Т-клетки для лучшего распознавания и атаки раковых клеток.
- Биспецифические антитела: Эти антитела связываются с Т-клетками одной рукой, а с раковыми клетками другой. Таким образом, они помогают Т-клеткам более эффективно находить и уничтожать раковые клетки.
От чашек Петри до реалистичных моделей
Традиционно новые иммунотерапии тестируются путем культивирования опухолевых клеток, Т-клеток и иногда антител вместе в чашке Петри и наблюдения за их взаимодействием. Однако этот метод не отражает в точности сложность человеческого организма.
«В чашке Петри Т-клетки растут среди опухолевых клеток и могут немедленно начать их убивать», — объясняет Эрик Данен, профессор Cancer Drug Target Discovery. «В действительности Т-клетки должны сначала добраться до опухоли, что добавляет сложности».
Мини-опухоли, напечатанные на 3D-принтере, и мониторинг в реальном времени
Исследователи разработали более реалистичную модель , используя 3D-печатные мини-опухоли, встроенные в коллагеновый гель. Ляо сказал: «Этот гель имитирует человеческую ткань. Мы используем 3D-биопринтер со специальной иглой для инъекции опухолевых клеток в гель, создавая небольшие трехмерные опухоли».
«Они растут и проникают в гель и очень напоминают настоящие опухоли в организме. Затем добавляются Т-клетки, которые должны найти путь к опухоли. Метод высокопроизводительный и подходит для тестирования улучшенных Т-клеток и антител».
Кроме того, команда создала систему для мониторинга этих мини-опухолей в режиме реального времени с использованием автоматизированных микроскопов. Это позволяет им наблюдать за тем, что происходит внутри и вокруг опухоли, и следить за иммунными клетками. Данен добавил: «Мы можем не только видеть, работают ли и как работают улучшенные Т-клетки и антитела, но и исследовать защитные стратегии, используемые опухолевыми клетками».
Взгляд на эффективность: новый метод тестирования имеет значение
Новый метод уже доказал свою эффективность в тестировании различных биспецифических антител. Исследователи обнаружили, что не все антитела были эффективны, вопреки тому, что предполагали старые модели. Исследование опубликовано в журнале Communications Biology .
Дэнен говорит: «В новой, более сложной модели мы наблюдали, что наиболее эффективные антитела не только активируют Т-клетки, но и запускают выработку сигнальных молекул, которые привлекают дополнительные Т-клетки. При использовании старого метода антитела не имели возможности проявить это поведение, поскольку Т-клетки смешивались с опухолевыми клетками и могли немедленно начать их убивать. Наш новый метод поможет выявить наиболее эффективные антитела для дальнейшей клинической разработки».
Команда уже использует свою модель для тестирования улучшенных рецепторов Т-клеток. Например, они оценивают рецепторы, разработанные иммунологом Мирьям Хемскерк из Медицинского центра Лейденского университета для лечения рака глаз. Они также сотрудничали с иммунологической лабораторией Рено Дебетса в Медицинском центре Эразма в Роттердаме для тестирования новых рецепторов для терапии рака груди . Статья опубликована в журнале Cancer Discovery .
«Наша модель успешно предсказала, какие рецепторы будут эффективны в мышиных моделях», — заключает Дэнен.
«Эти усовершенствованные рецепторы теперь готовы к клиническим испытаниям на реальных пациентах. Мы надеемся, что наше исследование станет значительным шагом вперед в выборе оптимального лечения для онкологических больных».