Учёные из University of California, Los Angeles сумели превратить iPSC во взрослые Т-клетки, вызревающие в нашем тимусе и патрулирующие организм, чтобы уничтожать рак и иные заболевания.

Работа, опубликованная в Cell Stem Cell, проводилась под руководством Гэи Крукс, M.D., профессора патологии и лабораторной медицины и педиатрии. Доктор Крукс является со-директором Элай и Эдит Броуд Центра Регенеративной Медицины и Центра Изучения Стволовых Клеток в UCLA.

Армия Т-лимфоцитов, чтобы уничтожить рак

Т-клетки обычно вырабатываются костным мозгом и вызревают в тимусе, небольшим органе, расположенным за грудиной, который отправляет их в организм в целях патрулирования и уничтожения рака и инфекции. Тимус начинает уменьшаться весьма рано в жизни и тренирует непрерывно уменьшающееся число Т-клеток по мере нашего старения. Уменьшение его известно как инволюция, и старение иммунной системы является причиной того, что мы становимся уязвимыми к болезням.

Как описано в новой публикации, доктор Крукс и её команда в Калифорнийском Университете использовали искусственные органоиды тимуса, небольшие органоподобные структуры, которые имитируют тимус, в целях выращивания и тренировки Т-клеток человека. Группа использует эти органоиды чтобы выращивать зрелые Т-клетки из iPSC. Органоиды могут выращивать самообновляющийся запас Т-клеток, так же как тимус в вашем организме.

Плюрипотентные стволовые клетки или iPSC – это клетки, которые могут превращаться в любую клетку организма при наличии правильных сигналов, и мы научились выращивать их ещё в 2007 при помощи клеточного перепрограммирования.

Способность выращивать неограниченную армию Т-клеток важно в борьбе с раком, особенно при помощи иммунотерапии, и может также найти применение в борьбе с инфекциями, включая ВИЧ, ЦМВ и аутоиммунные заболевания.

Иммунные терапии, например CAR T, показали большой потенциал в лечении рака; но в настоящее время они весьма сложны. Нужно забрать Т-клетки у пациента, изменить их и вставить в них новый рецептор, чтобы помочь им обнаружить раковые клетки, и вернуть их в организм человека.

К сожалению, эффективность изменённых Т-клеток порой невелика. Иная проблема с такими терапиями, как CAR T, – их цена, поскольку такая терапия должна быть персонализирована к пациенту. Пациентам с раком также может не хватить Т-клеток, чтобы взять образцы.

Все эти факторы серьёзно ограничивают эффективность иммунотерапии с использованием Т-клеток. Эта новая техника потенциально может изменить всё.

Учёные работали над ней в течение нескольких лет и ранее показали, что они могут выращивать зрелые Т-клетки в искусственных органоидах тимуса, используя стволовые клетки крови. В то время они выдвинули гипотезу, что они могут достичь тех же результатов, используя iPSC, и их новая работа показала это.

Учёные показали, что искусственные органоиды тимуса могут использовать как эмбриональные стволовые клетки – ESC, так и iPSC, два типа плюрипотентных стволовых клеток, используемых в биоинженерии. IPSC – самые лёгкие в получении стволовые клетки, так как они могут быть легко получены из взрослых клеток кожи или крови.

Учёные также смогли генетически изменить iPSC, чтобы они экспрессировали рецептор Т-клеток, нацеленный на рак. В сочетании с искусственными органоидами тимуса они получили Т-клетки, способные обнаруживать и уничтожать специфические опухоли у мышей. План состоял в том, чтобы вырастить генетически изменённые линии iPSC, которые затем можно программировать в опухолеспецифические Т-клетки.

Многие раковые клетки избегают Т-клеток, обманывая их и прячась. Эти опухолеспецифические линии стволовых клеток могут быть получены в неограниченном количестве, и из них можно получить целую армию Т-клеток, ищущих и уничтожающих рак независимо от того, как он пытается спрятаться.

Последнее препятствие

Хотя это хорошая новость для иммунотерапии, есть ещё препятствие, которое нужно преодолеть. Т-клетки, выращенные при помощи этого приёма, имеют маркерные молекулы на своих мембранах, которые могут вызвать иммунную реакцию.

Следующим шагом учёных будет выращивание человеческих Т-клеток, у которых есть рецепторы, распознающие рак, но лишённые молекул, вызывающих иммунную реакцию. Эти клеточные линии могут быть получены в неограниченном количестве и использованы в иммунотерапии.

Такая техника позволит выращивать неограниченное количество Т-клеток без необходимости извлекать их из какого-либо источника, и при этом не требуется их изменения, чтобы избежать иммунной реакции. Это было бы огромным прорывом в иммунотерапии, и такое лечение стало бы экономически эффективным. Несложно представить универсальные Т-клеточные приёмы лечения рака и многих иных заболеваний в ближайшее время.

Заключение

Наличие неограниченного количества универсальных Т-клеток, способных бороться с раком, могло бы помочь выиграть войну, и учёные, похоже, приближаются к указанной цели. Использование изменённых иммунных клеток в уничтожении рака является финальным решением в войне, и мы с энтузиазмом смотрим на его преимущества по сравнению с такими приёмами, как химиотерапия или лучевая терапия, которые являются грубыми и наносят немалый ущерб пациенту.

С точки зрения борьбы со старением, такое массовое выращивание Т-клеток также может быть использовано в целях омоложения иммунной системы.

Мы живём в захватывающий век регенеративной медицины, и приёмы, которые мы скоро получим, навсегда изменят наше лечение болезней.