سلول‌های CAR T در ژل ویژه؛ روشی امیدبخش برای درمان سرطان

پیشرفتی علمی و هیجان‌انگیز در سرطان‌شناسی رخ داده که در جهان بسیار درباره‌اش گفته می‌شود!

این روش زیست‌فناوری شامل جمع‌آوری گروه خاصی از سلول‌های ایمنی بیمار، یعنی سلول‌های T، بازآرایی و بازگرداندن آن‌ها در ژلی ویژه به بیمار برای درمان سرطان است.

سلول CAR T نام سلول‌های T بازآرایی‌شده و آماده شناسایی و تخریب سلول سرطان است. با آنکه در سرطان خون مانند لوسمی مؤثرند، این روش در تومورهای جامد یا اندامی به‌ندرت موفق می‌شود. رویکرد انتقال در ژل شاید بر این مشکل غلبه کند.

داروی زنده در ژل

مهندسان دانشگاه Stanford این روش تازه را برای افزایش «توان حمله» سلول‌های ایمنی مهندسی‌شده ژنتیکی، موسوم به سلول T با گیرنده آنتی‌ژن کایمریک یا CAR، ساختند. درمان CAR T را داروی زنده نیز می‌نامند.

پژوهشگران سلول‌های CAR T و پروتئین‌های پیام‌رسان ویژه را به هیدروژل، ژلی عمدتاً آبی با ویژگی‌های مشترک با بافت زیستی، افزودند و آن را نزدیک تومور تزریق کردند.

طبق مطالعه منتشرشده در 8 آوریل 2022 در Science Advances ، این ژل محیطی موقت برای تکثیر و فعال شدن سلول‌های ایمنی علیه سرطان فراهم می‌کند. با گذر زمان، سلول‌های CAR T فعال‌شده برای حمله مداوم به تومور از ژل خارج می‌شوند.

Eric Appel، استادیار علوم و مهندسی مواد Stanford و یکی از نویسندگان، می‌گوید: "اغلب پژوهش‌های CAR-T بر بهتر ساختن خود سلول تمرکز دارند، اما پژوهش درباره مؤثرتر شدنشان در بدن انسان بسیار کم است. کار ما کاملاً مکمل همه تلاش‌ها برای طراحی سلول‌های بهتر است."

اکنون تزریق وریدی (IV) مسیر اصلی تجویز CAR T است. سلول‌ها وارد خون و در سراسر بدن پخش می‌شوند. اما این روش برای تومور جامد، که معمولاً متراکم و موضعی است و با پنهان شدن از سلول ایمنی دفاع می‌کند، ایدئال نیست.

Abigail Grosskopf، نویسنده اصلی، می‌گوید: "ریزمحیط تومور, مانند منطقه جنگی پُر از چیزهای هولناک در نبرد با سلول T است. سلول‌های CAR T برای نفوذ و حمله به این تومورها دشواری دارند." این توضیح اوست.

• موضوع مرتبط: سلول‌های T نفوذکننده به تومور و اهمیتشان در سرطان

برای فعال شدن CAR T با قدرت کافی برای نابودی تومور، سلول باید مدت زیادی در معرض غلظت بالای پروتئین‌های پیام‌رسان خاص باشد. این پروتئین‌ها، سیتوکین، به سلول ایمنی مهندسی‌شده پیام تکثیر سریع و آمادگی تخریب تومور می‌دهند. اما تجویز وریدی سیستمیکِ مقدار لازم برای حمله مؤثر، برای بخش‌های دیگر بدن سمی است. در عوض، Grosskopf و همکاران ژلی ساختند که نزدیک تومور موقتاً میزبان سیتوکین و CAR T باشد. سلول‌های ایمنی به‌جای پخش در بدن، اینجا رشد و تکثیر و برای بمباران مداوم توده سرطانی آزاد می‌شوند.

توضیح شکل: هیدروژل تزریقی با انتقال مشترک CAR T و سیتوکین برای درمان مؤثرتر تومور جامد. A) طرح انتقال CAR-T به تومور جامد (چپ)، در مقایسه با تزریق وریدی معمول (چپ). B) طرح سازه CAR با نام B7H3 در همه مطالعات. C) کارایی ترانسداکشن سلول CAR-T موسوم به B7H3، تعیین‌شده با رنگ‌آمیزی B7H3-Fc در مقایسه با سلول T شاهد «Mock» ترانسداکت‌نشده. D) تشکیل هیدروژل PNP یا نانوذرات پلیمت با خودآرایی برای محصور کردن مشترک CAR T و سیتوکین محرک.

ژل از آب و دو ماده ساخته شده است: پلیمری از سلولزِ موجود در گیاهان و نانوذرات زیست‌تخریب‌پذیر. این دو مولکول مانند چسب پارچه‌ای Velcro به هم می‌چسبند؛ تمایل به اتصال دارند، اما به‌آسانی جدا می‌شوند.

Grosskopf گفت: "این ماده ژلی را می‌توان با سوزن‌های کوچک تزریق کرد". «بااین‌حال پس از تزریق، Velcro دوباره شکل خود را می‌یابد و به ساختار ژلی محکم تبدیل می‌شود.»

ساختار شبکه‌ای ژل به‌اندازه کافی فشرده است تا سیتوکین‌های کوچک بیرون نریزند. در عین حال پیوندهایش آن‌قدر ضعیف‌اند که CAR T بتواند آن‌ها را بشکند و وقتی آماده کشتن سرطان شد، آزاد شود.

نتایج موفق در آزمایش حیوانی

پس از تعیین بهترین فرمول ژل برای درمان سرطان، تیم برای آزمودن روش از مدل‌های موشی دارای تومور استفاده کرد.

Grosskopf دریافت همه حیوانات آزمایشی دریافت‌کننده ژل حاوی هر دو، سلول CAR T و سیتوکین، پس از 12 روز از سرطان رها شدند.

تیم انتقال فقط سلول CAR T در ژل را هم آزمود، اما تومورها بسیار کندتر از بین رفتند یا در بعضی موش‌ها اصلاً ناپدید نشدند. انتقال درمان از راه ورید یا در سرم نمکی، به‌جای ژل، اثر کمتری بر تومور داشت. افزون بر این، ژل در موش‌ها عارضه‌ای مانند واکنش التهابی نشان نداد و طی چند هفته در بدن کاملاً تجزیه شد.

تیم همچنین درمان ژلی را در نقطه دور از تومور آزمود. شگفت آنکه با وجود زمان پاسخ تقریباً دو برابر تزریق مجاور تومور، باز هم تومور همه حیوانات از بین رفت.

Appel گفت: "ابتدا تومورهایی را بررسی می‌کنیم که بتوان نزدیکشان تزریق کرد. متأسفانه هنوز در همه بافت‌های بدن انسان نمی‌توان چنین کرد. توان تزریق دور از تومور واقعاً راه درمان شمار زیادی تومور جامد را باز می‌کند." او همچنین گفت آزمایش بعدی آزمایشگاهش بررسی قابلیت انتقال ژل به تومورهای دوردست خواهد بود.

در مجموع، این مطالعه راهگشا راهی نسبتاً ساده و مؤثر برای پیشبرد پژوهش‌های امیدبخش سرطان پیشنهاد می‌کند. Grosskopf چنین خلاصه کرد: "مزیت بزرگ ژل‌های ما، به نظرم آسانی آماده‌سازی است: دو چیز را مخلوط و تزریق می‌کنید. هنوز به پژوهش پیش‌بالینی بیشتری نیاز داریم، اما این درمان را بسیار امیدبخش می‌دانم."