Наночастицы на клетках — новый подход к терапии рака

Клинические испытания с использованием собственных иммунных клеток пациентов для атаки опухолей показали многообещающие результаты. Однако этот подход обычно работает только при одновременном введении больших доз препаратов, стимулирующих быстрое размножение иммунных клеток, которые имеют опасные для жизни побочные эффекты. Инженеры MIT разработали способ доставки таких препаратов, «спрятав» их внутри наночастиц, прикреплённых к вводимым для борьбы с опухолью клеткам. В результате иммуностимулирующий препарат достигает только целевых клеток, что значительно снижает риск для пациента.

Новый подход может резко повысить эффективность терапии иммунными клетками, перспективной для лечения многих видов рака. Исследование под руководством Даррелла Ирвайна опубликовано в журнале Nature Medicine. «Мы ищем тот дополнительный толчок, который позволит перевести терапию иммунными клетками из категории “работает у некоторых пациентов” в категорию “работает почти у всех” и приблизит нас к излечению, а не просто к замедлению болезни», — заявил доктор Ирвайн. По словам учёных, метод также можно использовать для доставки других противораковых препаратов или для ускорения созревания клеток крови у реципиентов трансплантата костного мозга.

Суть метода

При терапии иммунными клетками врачи извлекают из пациента Т-клетки, модифицируют их для нацеливания на опухоль и возвращают в организм. Эти Т-клетки затем находят и уничтожают опухолевые клетки. Клинические испытания такого подхода ведутся при раке яичников, простаты и меланоме.

Основные проблемы метода — получение достаточного количества Т-клеток, специфичных к раку, и обеспечение их правильной работы в организме. Для их решения пациентам вводят адъювантные препараты, стимулирующие рост и пролиферацию Т-клеток, например, интерлейкины. Хотя интерлейкины показали обнадёживающие результаты в клинических испытаниях, их введение в больших дозах в кровоток вызывает тяжёлые побочные эффекты, включая сердечную и лёгочную недостаточность.

Новый подход: наночастицы на клетках

Команда доктора Ирвайна использовала липидные наночастицы, которые можно прикрепить к содержащим серу молекулам на поверхности Т-клеток. Учёные загрузили два интерлейкина — IL-15 и IL-21 — в наночастицы и ввели комбинацию «наночастицы + Т-клетки» мышам с опухолями лёгких и костного мозга. После достижения опухолей наночастицы постепенно разрушались, высвобождая препарат в течение недели. Молекулы препарата присоединялись к рецепторам на поверхности тех же клеток, которые их несли, стимулируя их рост и деление.

Результаты эксперимента

В течение 16 дней все опухоли у мышей, получивших Т-клетки с препаратами, исчезли. Эти мыши прожили до конца 100-дневного эксперимента. Мыши без лечения погибли в течение 25 дней, а мыши, получившие только Т-клетки или Т-клетки с инъекциями интерлейкинов, — в течение 75 дней.

Другие потенциальные применения

Исследователи также показали, что могут прикреплять наночастицы к поверхности незрелых клеток крови из костного мозга, используемых для лечения лейкемии. Пациенты после трансплантации костного мозга уязвимы для инфекций около шести месяцев, пока новый костный мозг не начнёт производить клетки крови. Доставка препаратов, ускоряющих этот процесс, вместе с трансплантатом может сократить период иммуносупрессии. В статье в Nature Medicine команда сообщает об успешном ускорении созревания клеток крови у мышей с помощью этого метода.

Исследование, частично поддержанное Национальным институтом рака (National Cancer Institute), подробно описано в статье «Therapeutic cell engineering with surface-conjugated synthetic nanoparticles».