სპეციალურ გელში CAR T-უჯრედების შეყვანამ შესაძლოა კიბოს მკურნალობა მნიშვნელოვნად შეცვალოს

ონკოლოგიაში საინტერესო სამეცნიერო წინსვლა მოხდა, რომელზეც მთელ მსოფლიოში ბევრს საუბრობენ!

ეს ბიოტექნოლოგიური მიდგომა გულისხმობს პაციენტის იმუნური უჯრედების განსაკუთრებული ჯგუფის, T-უჯრედების შეგროვებას, გარდაქმნას და სპეციალურ გელში პაციენტისთვის შეყვანას კიბოს მკურნალობის მიზნით.

CAR T-უჯრედები სახელით ცნობილი, კიბოს უჯრედების ამოსაცნობად და გასანადგურებლად მომზადებული გარდაქმნილი T-უჯრედები ეფექტურია სისხლის კიბოს, მაგალითად ლეიკემიის დროს. თუმცა ეს მეთოდი სოლიდური (ორგანოების) სიმსივნეების მკურნალობაში იშვიათად აღწევს წარმატებას. გელში მოთავსებული CAR T-უჯრედებით მკურნალობის მიდგომამ შესაძლოა ეს პრობლემა გადაჭრას.

ცოცხალი წამალი გელში

სტენფორდის უნივერსიტეტის ინჟინრებმა შეიმუშავეს ეს ახალი მეთოდი, რომელიც გენური ინჟინერიით გარდაქმნილი იმუნური უჯრედების, ქიმერული ანტიგენის რეცეპტორის (CAR) T-უჯრედების, „შეტევის ძალას“ აძლიერებს. CAR T-უჯრედებით თერაპიას ცოცხალ წამალსაც უწოდებენ.

მკვლევრებმა ჰიდროგელს, ძირითადად წყლისგან შემდგარ გელს, რომელსაც ბიოლოგიურ ქსოვილებთან საერთო თვისებები აქვს, CAR T-უჯრედები და სპეციალური სასიგნალო ცილები დაუმატეს და ეს ნივთიერება სიმსივნის მახლობლად შეიყვანეს.

2022 წლის 8 აპრილს Science Advances ჟურნალში გამოქვეყნებული კვლევის თანახმად, ეს გელი ორგანიზმში ქმნის დროებით გარემოს, სადაც იმუნური უჯრედები მრავლდებიან და აქტიურდებიან კიბოს უჯრედებთან საბრძოლველად. დროთა განმავლობაში გელიდან თანდათან გამოდის გააქტიურებული CAR T-უჯრედები, რათა სიმსივნეს უწყვეტად შეუტიონ.

კვლევის ერთ-ერთი ავტორი, სტენფორდის უნივერსიტეტის მასალათმცოდნეობისა და ინჟინერიის ასისტენტ-პროფესორი ერიკ აპელი ამბობს: „CAR-T უჯრედების სფეროში კვლევათა უმეტესობა ამ უჯრედების გაუმჯობესებაზეა მიმართული, თუმცა ძალიან ცოტა სამუშაო ეხება იმას, თუ როგორ გავხადოთ ისინი უფრო ეფექტური ადამიანის ორგანიზმში. ჩვენი მიდგომა სრულად ავსებს უკეთესი უჯრედების შექმნისკენ მიმართულ ყველა ძალისხმევას.“

ამჟამად CAR T-უჯრედების შეყვანის ძირითადი გზა ინტრავენური (IV) ინფუზიაა. ამ მეთოდით უჯრედები სისხლის მიმოქცევაში ხვდებიან და მთელ ორგანიზმში გადაადგილდებიან. თუმცა ეს მიდგომა ჩვეულებრივ არ არის იდეალური სოლიდური სიმსივნეების სამკურნალოდ, რომლებიც მკვრივია, კონკრეტულ უბნებშია განლაგებული და იმუნური უჯრედებისგან დამალვით იცავს თავს.

კვლევის მთავარი ავტორი აბიგეილ გროსკოპფი: „სიმსივნის მიკროგარემო, საომარ ზონას ჰგავს, რომელიც სავსეა T-უჯრედების წინააღმდეგ მებრძოლი საშინელი რამეებით. CAR T-უჯრედებს უჭირთ ასეთ სიმსივნეებში ინფილტრაცია (შეღწევა), რათა მათ შეუტიონ.“ — ამბობს ის.

• ამავე თემაზე: სიმსივნეში შემღწევი T-უჯრედები და მათი მნიშვნელობა კიბოს დროს

იმისთვის, რომ CAR T-უჯრედები სიმსივნის გასანადგურებლად საკმარისად ძლიერად გააქტიურდნენ, საჭიროა სპეციალური სასიგნალო ცილების მაღალი კონცენტრაციის ხანგრძლივი ზემოქმედება. ეს ცილები, რომლებსაც ციტოკინები ეწოდება, გარდაქმნილ იმუნურ უჯრედებს სწრაფად გამრავლებისა და სიმსივნის გასანადგურებლად მომზადების სიგნალს აძლევს. თუმცა სისტემურად, ვენაში შეყვანისას, ეფექტური შეტევის დასაწყებად საჭირო ციტოკინების რაოდენობა ორგანიზმის სხვა ნაწილებისთვის ტოქსიკური იქნებოდა. ამის ნაცვლად გროსკოპფმა და მისმა კოლეგებმა შექმნეს გელი, რომელსაც სიმსივნის მახლობლად ციტოკინებისა და CAR T-უჯრედების დროებით მოთავსება შეუძლია. მთელ ორგანიზმში გავრცელების ნაცვლად, იმუნური უჯრედები აქ იზრდება და მრავლდება. ისინი ასევე თანდათან გამოთავისუფლდება, რათა სიმსივნურ წარმონაქმნებს უწყვეტად შეუტიოს.

სურათის განმარტება: საინექციო ჰიდროგელები, რომლებიც სოლიდური სიმსივნეების უფრო ეფექტური მკურნალობისთვის ერთობლივად აწვდის CAR T-უჯრედებსა და ციტოკინებს. A) სოლიდურ სიმსივნეებში CAR-T უჯრედების მიწოდების მეთოდის სქემატური გამოსახულება (მარცხნივ), ტრადიციულ ინტრავენურ (IV) მიდგომასთან შედარებით (მარცხნივ). B) ყველა კვლევაში გამოყენებული B7H3 CAR-ის სქემატური გამოსახულება. C) B7H3 CAR-T უჯრედების ტრანსდუქციის ეფექტიანობა, განსაზღვრული B7H3-Fc-ით შეღებვით, არატრანსდუცირებულ „Mock“ T-უჯრედებთან შედარებით. D) PNP (პოლიმეტნანონაწილაკის) ჰიდროგელების წარმოქმნა თვითაწყობის გზით CAR T-უჯრედებისა და მასტიმულირებელი ციტოკინების ერთობლივი ინკაფსულირებისთვის.

გელი წყლისა და ორი ნივთიერებისგან მზადდება: ცელულოზისგან (მცენარეებში არსებული მასალა) მიღებული პოლიმერისა და ბიოდეგრადირებადი ნანონაწილაკებისგან. ეს ორი მოლეკულა შერევისას ერთმანეთს მოლეკულური Velcro-ს მსგავსად უკავშირდება — ერთმანეთს ეკვრის, თუმცა ადვილადაც სცილდება.

გროსკოპფმა თქვა: „ამ გელის შეყვანა პატარა ნემსებით შეიძლება“. „თუმცა ინექციის შემდეგ Velcro კვლავ აღიდგენს ფორმას და მყარ გელის სტრუქტურად იქცევა.“

გელის ბადისებრი სტრუქტურა საკმარისად მჭიდროა, რათა პატარა ციტოკინების გარეთ გაჟონვას ხელი შეუშალოს. ამავე დროს, სტრუქტურის კავშირები საკმარისად სუსტია იმისთვის, რომ CAR T-უჯრედებმა ისინი გაწყვიტოს და მაშინ გამოთავისუფლდეს, როდესაც კიბოს უჯრედების მოსაკლავად მზად იქნება.

წარმატებული შედეგები ცხოველებზე ჩატარებულ ცდებში

კიბოს მკურნალობისთვის გელის საუკეთესო შემადგენლობის განსაზღვრის შემდეგ მკვლევართა გუნდმა მეთოდის გამოსაცდელად სიმსივნიანი თაგვების მოდელები გამოიყენა.

გროსკოპფმა აღმოაჩინა, რომ ყველა საცდელი ცხოველი, რომელსაც როგორც CAR T-უჯრედების, ისე ციტოკინების შემცველი გელი შეუყვანეს, 12 დღის შემდეგ კიბოსგან გათავისუფლდა.

გროსკოპფმა და მისმა გუნდმა ასევე სცადეს გელით მხოლოდ CAR T-უჯრედების მიწოდება, თუმცა სიმსივნეები ბევრად ნელა გაქრა, ზოგიერთ თაგვში კი საერთოდ არ გაქრა. გელით მიწოდების ნაცვლად ვენით ან ფიზიოლოგიურ ხსნარში მიწოდებული მკურნალობა სიმსივნეებზე კიდევ უფრო ნაკლებად ეფექტური აღმოჩნდა. გარდა ამისა, გელს თაგვებში ისეთი გვერდითი მოვლენები არ გამოუწვევია, როგორიცაა ანთებითი რეაქციები, და ორგანიზმში რამდენიმე კვირაში მთლიანად დაიშალა.

გუნდმა ასევე გელით მკურნალობა სიმსივნიდან მოშორებულ უბანშიც გამოსცადა. მიუხედავად იმისა, რომ სიმსივნის გვერდით გაკეთებულ ინექციასთან შედარებით მკურნალობაზე პასუხს დაახლოებით ორჯერ მეტი დრო დასჭირდა, გასაკვირად, ყველა ცხოველის სიმსივნე მაინც გაქრა.

აპელი: „პირველ რიგში განვიხილავთ იმ სიმსივნეებს, რომელთა მახლობლადაც ინექციის გაკეთება შეგვიძლია. თუმცა, სამწუხაროდ, ადამიანის ორგანიზმის ყველა ქსოვილში ამას ჯერ ვერ ვაკეთებთ. სიმსივნიდან მოშორებულ წერტილებში ინექციის შესაძლებლობა მართლაც მრავალი სოლიდური სიმსივნის მკურნალობას გაუხსნის გზას“ — თქვა მან. აპელმა ასევე აღნიშნა, რომ მისი ლაბორატორიის შემდეგი ექსპერიმენტი მოშორებულ უბნებში არსებული სიმსივნეებისთვის გელის მიწოდების ამ შესაძლებლობის შესწავლა იქნება.

საბოლოოდ, ეს ახალი პერსპექტივის მომცემი კვლევა კიბოს იმედისმომცემი კვლევების გასაუმჯობესებლად შედარებით მარტივ და ეფექტურ გზას გვთავაზობს. გროსკოპფმა კვლევა ასე შეაჯამა: „ვფიქრობ, ჩვენი გელების დიდი უპირატესობა მათი მომზადების სიმარტივეა: ორ კომპონენტს ურევთ და ინექციას აკეთებთ. კიდევ გვჭირდება გარკვეული პრეკლინიკური კვლევები, თუმცა ეს მკურნალობა ძალიან იმედისმომცემად მიმაჩნია.“