Vähki tapev duo jahib ja hävitab kasvajaid üllatavalt kiiresti

Bakterid võivad vähivastases võitluses tunduda kummalise liitlasena.

Kuid uues uuringus olid geneetiliselt muundatud bakterid osa kasvajate vähendamiseks mõeldud märgiste meeskonnateraapiast. Vere-, rinna- või käärsoolevähki põdevatel hiirtel toimisid bakterid oma partnerite – modifitseeritud T-rakkude – kodumajakatena, kuna need kaks kasvajarakke otsisid ja hävitasid.

CAR T – neid vähki hävitavaid T-rakke kasutavate ravimeetodite nimetus – on transformatiivne lähenemine. USA Toidu- ja Ravimiamet (FDA) kiitis esmakordselt heaks 2017. aastal surmava leukeemia tüübi, nüüd on olemas kuus ravi saadaval mitut tüüpi verevähi jaoks.

Dubleeritud "elav ravimPennsylvania ülikooli pioneerteadlase dr Carl June’i poolt on CAR T hakanud levima. autoimmuunhaigused, südame vigastusedja maksaprobleemid. Samuti on see valmis hävitama vananevaid zombirakke, mis on seotud vanusega seotud haiguste ja võidelda HIV vastu ja muud viirusinfektsioonid.

Vaatamata oma lubadusele, CAR T kõigub, kui konkureeritakse tahkete kasvajatega, mis moodustavad ligikaudu 90 protsenti kõigist vähivormidest.

"Igal kasvajatüübil on oma väikesed viisid immuunsüsteemist kõrvalehoidmiseks," ütles juunil varem sisse Penn Medicine Uuss. "Nii et ei ole üht hõbekuuli CAR T-ravi, mis on suunatud igat tüüpi kasvajatele."

Üllataval kombel võivad bakterid põhjustada June'i ümbermõtlemise - uuel lähenemisviisil on potentsiaali universaalseks raviks igasuguste tahkete kasvajate jaoks. Hiirtele manustamisel kaevasid konstrueeritud putukad sügavale kasvajate tuumadesse ja eritasid kergesti sünteetilist "sildi", et tõmmata ligi lähedalasuvaid CAR T sõdureid. Molekulaarne märgis kleepub ainult kasvajat vahetult ümbritsevate piirkondade külge ja säästab terveid rakke CAR T-rünnakute eest.

Tehtud bakterid võivad teoreetiliselt tungida ka teist tüüpi tahketesse kasvajatesse, sealhulgas "kavaldatesse" kasvajatesse, mida tavapäraste ravimeetoditega on raske sihtida. Üheskoos ühendab uus meetod nimega ProCAR – probiootikumidega juhitavad CAR T-rakud – bakterid ja T-rakud vähivastaseks jõujaamaks.

See tutvustab "konstrueeritud bakterite kasulikkust CAR T-rakuteraapia uue täiustusena". ütles Eric Bressler ja dr Wilson Wong Bostoni ülikoolist, kes ei osalenud uuringus.

Double Tap

Oota, mis on jälle CAR T?

Lühidalt öeldes kasutatakse CAR T-teraapiates T-rakke, mis on nende olemasolevate võimete suurendamiseks geneetiliselt muundatud. T-rakud on juba looduslikult sündinud tapjad, mis jahivad ja hävitavad meie kehas viiruseid, baktereid ja vähkkasvajaid. Nad kasutavad rakulisi "küüsi", et haarata kinni sihtrakkude pinnal olevatest spetsiaalsetest valkudest, mida nimetatakse antigeenideks, kahjustamata läheduses asuvaid terveid rakke.

Kuid vähirakud on keerulised vaenlased. Nende antigeenid muteeruvad kiiresti, et vältida T-rakkude jälgimist ja rünnakuid. CAR T-teraapia alistab selle kaitse, konstrueerides T-rakke, et paremini oma sihtmärke otsida ja hävitada.

Protsess kulgeb tavaliselt nii. T-rakud ekstraheeritakse vereprooviga. Seejärel sisestavad teadlased rakkudesse geenid, et luua uus valgu "küünis", mis haarab konkreetse antigeeni. Need konstrueeritud rakud infundeeritakse tagasi patsiendi kehasse, kus nad otsivad seda antigeeni ja hävitavad sihtraku. Hiljutine töö uurib ka T-rakkude otsest redigeerimist keha sees.

CAR T on varem ravimatute verevähkidega imet teinud. Kuid tahked kasvajad on teine ​​​​lugu.

Suur probleem on sihtimine. Paljudel verevähkidel on universaalne antigeen, mis annab märku "ma olen vähkkasvaja", mistõttu on CAR T-rakkude konstrueerimine nende leidmiseks suhteliselt lihtne.

Tahketel kasvajatel on seevastu suur hulk antigeene – paljud neist esinevad ka normaalsetes kudedes –, mis vähendavad CAR T-rakkude efektiivsust ja suurendavad surmavate kõrvaltoimete tõenäosust. Veelgi hullem on see, et vähirakud pumpavad välja liimitaolisi valke, mis loovad vähi ümber kaitsekilbi. Barjäär, mida nimetatakse kasvaja mikrokeskkonnaks, on CAR T-rakkudele väga toksiline. Selle madal hapnikutase hävitab kergesti CAR T-rakkude membraane. Nagu hüppavad õhupallid, valavad rakud oma sisu ümbritsevatesse piirkondadesse, põhjustades omakorda põletikku.

Mis suudab selle kasvaja tühermaa ellu jääda? Bakterid.

Universaalne antigeen

Uues uuringus muudeti bakterid Trooja hobusteks, kes võivad teoreetiliselt tungida igasse tahkesse kasvajasse. Valitud bakterid, tüvi E. coli, on juba kasutatud seedetrakti ja ainevahetusprobleemide leevendamiseks. Neid on lihtne geneetiliselt ümber programmeerida ja need võivad vabastada bioloogilisi kasulikke koormusi kasvajate tuumadesse, muutes need suurepäraseks kandidaadiks vähkkasvajate "märgistamiseks" CAR T-s.

Märgiste kujundamiseks konstrueeris meeskond valgu antigeeni, mis suudab end kasvaja komponentide külge ankurdada ja helendab fluorestseeruvalt roheliselt. Selle disainerantigeeniga kaetud kasvajad muudavad need kergesti märgatavaks ja haavatavaks CAR T-rakkude suhtes, mis on loodud nende hävitamiseks.

Seejärel programmeeris meeskond bakterid geneetiliselt ümber, et vabastada nende antigeeni kasulik koormus, kui nad jõudsid kasvaja mikrokeskkonda.

Kontseptsiooni tõestuseks vähendas sildimeeskonna süsteem vähi kasvu ja suurendas agressiivse verevähiga hiirte elulemust. Mittefunktsionaalse märgistusega probiootikumide kasutamine ei aidanud. Ravitud hiired elasid rõõmsalt oma päeva ja säilitasid terve kehakaalu, kui nende kasvajad kahanesid. Tehtud bakterid püsisid kasvajate läheduses vähemalt kaks nädalat.

Täiendavad testid käärsoolevähiga hiirtel näitasid sarnaselt positiivseid tulemusi. Bakterite annus, millele järgnes kaks annust CAR T-rakke, vähendas kasvaja suurust neli korda 22 päeva pärast ravi.

Veel üks jalg üles

Süsteem töötas, kuid meeskond ei olnud rahul. Toodetud antigeeni kogus sõltub bakterite kasvust, mistõttu märgise efektiivsus väheneb ja voolab koos bakteripopulatsiooniga.

Süsteemi tõuke andmiseks lisas meeskond bakteritele veel ühe geneetilise ahela, võimaldades neil vabastada kemikaali, mis tõmbab ligi CAR T-rakke. Täiustatud meetod vähendas kasvajate teket rinnavähiga hiirtel pärast kahte laskmist vereringesse.

"Kasvajat tekitavate bakterite ja CAR-T-rakkude eeliste kombineerimine annab uue kasvaja tuvastamise strateegia ja see loob aluse elusravi kogukondadele." ütles uuringu autor Rosa Vincent Columbia ülikoolist.

Strateegia võib olla eriti võimas kasvajate puhul, millel puuduvad ilmsed antigeenid. Strateegia laiendamine nõuab aga pingutusi. Inimeste vähid on umbes 0.8 tolli läbimõõduga - umbes kolm neljandikku veerandist.

Kuigi mitut tüüpi vähktõve kohta on madal hinnang, on see siiski "20–40 korda suurem kui hiire kasvajad selles uuringus," ütlesid Bressier ja Wong. Edasised uuringud peavad uurima, kui hästi sünteetiline antigeen levib üha suuremate vähivormide korral.

Ohutus on veel üks murekoht. Inimesed on hiirtega võrreldes tundlikumad bakterite tekitatud potentsiaalsete toksiinide suhtes. Põhineb varasemad kliinilised uuringud konstrueeritud bakterite puhul võib lahendus olla rohkem geenitehnoloogia, et summutada toksiinidega seotud geene.

"Kuigi me oleme veel uurimisfaasis," võivad tulemused avada uusi võimalusi vähiravi jaoks. ütles uuringu autor dr Tal Danino.

Pildi krediit: T-raku värviline skaneeriva elektronmikroskoobi kujutis / NIAID

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• PlatoData.Network Vertikaalne generatiivne Ai. Jõustage ennast. Juurdepääs siia.
• PlatoAiStream. Web3 luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• PlatoESG. Süsinik, CleanTech, Energia, Keskkond päikeseenergia, Jäätmekäitluse. Juurdepääs siia.
• PlatoTervis. Biotehnoloogia ja kliiniliste uuringute luureandmed. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://singularityhub.com/2023/10/17/cancer-killing-duo-hunts-down-and-destroys-tumors-with-surprising-alacrity/