Углеродные нанотрубки усиливают противораковые клетки

Инженеры Йельского университета обнаружили, что дефекты в углеродных нанотрубках вызывают кластеризацию T-клеточных антигенов в крови и стимулируют естественный иммунный ответ организма. Их результаты, опубликованные на обложке журнала Langmuir от 20 апреля, могут улучшить существующую адоптивную иммунотерапию — метод лечения, используемый для усиления способности организма бороться с раком.

Адоптивная иммунотерапия включает забор крови пациента, чтобы T-клетки (тип лейкоцитов) могли эффективнее размножаться в лаборатории. Хотя организм сам производит борющиеся с опухолью T-клетки, они часто подавляются опухолью и их слишком мало. Учёные усиливают производство T-клеток вне тела, используя различные вещества, которые способствуют кластеризации T-клеточных антигенов в высоких концентрациях. Чем лучше эти вещества вызывают кластеризацию, тем сильнее пролиферация иммунных клеток. После выработки достаточного количества T-клеток кровь возвращается в организм пациента.

Ранее команда из Йеля сообщала о неожиданном эффекте углеродных нанотрубок на производство T-клеток. Они обнаружили, что антигены, представленные на поверхности нанотрубок, стимулировали T-клеточный ответ гораздо эффективнее, чем покрытие других субстратов (например, полистирола) антигенами, даже при одинаковом общем количестве использованных антигенов.

Теперь они выяснили причину усиленной стимуляции. Оказалось, что антигены кластеризуются в высоких концентрациях вокруг крошечных дефектов в углеродных нанотрубках.

«Пучки углеродных нанотрубок напоминают микроокружение лимфатического узла, которое имеет лабиринтоподобную геометрию, — сказал Тарек Фахми, доцент химической и биомедицинской инженерии в Йеле и старший автор статьи. — Пучки нанотрубок, по-видимому, имитируют эту физиологию и адсорбируют больше антигенов, способствуя более сильному иммунному ответу».

По словам Фахми, существующей адоптивной иммунотерапии требуются недели для производства достаточного количества T-клеток, но лабораторные тесты показали, что нанотрубки дают ту же концентрацию T-клеток всего за треть времени.

Использование углеродных нанотрубок в организме может вызывать проблемы, такие как эмболия. Однако, как отметил Фахми, это не относится к случаю, когда они используются в крови, извлечённой из пациента. Следующим шагом команды станет разработка способа эффективного удаления углеродных нанотрубок из крови перед её возвращением пациенту.

«Мы считаем, что это действительно интересное применение углеродных нанотрубок. Это способ использовать уникальные свойства этого материала для биологического применения безопасным способом».