Onkolojide heyecanlandıran ve dünya genelinde çok konuşulan bir bilimsel gelişme yaşandı!
Bu biyoteknolojik uygulama, hastaların özel bir grup bağışıklık hücresi olan T hücrelerinin toplanmasını, yeniden düzenlenmesini ve özel bir jel içinde kanser tedavisi olarak hastaya verilmesini içeriyor.
CAR T-hücre denilen ve kanserli hücreleri tespit edip tahrip etmeye hazır olan yeniden düzenlenmiş T hücrelerin, lösemi gibi kan kanserleri için etkili olduğu bilinmesine rağmen bu yöntem, solid (organ) tümörlerin tedavisinde nadiren başarı göstermektedir. Jel içinde CAR T-hücre tedavi yaklaşımı, bu sorunun üstesinden gelebilir.
Jel içinde Canlı İlaç
Stanford Üniversitesi mühendisleri, kimerik antijen reseptör (CAR) T-hücreleri olarak tanımlanan genetik mühendisliği ile düzenlenmiş bağışıklık hücrelerinin "saldırı gücünü" artıran bu yeni yöntemi geliştirdi. CAR T-hücre tedavisi, canlı ilaç olarak da bilinmektedir.
Araştırmacılar, biyolojik dokularla ortak özelliklere sahip su ağırlıklı bir jel olan hidrojele, CAR T-hücreleri ve özelleştirilmiş sinyal proteinleri ekledi ve bu maddeyi tümörün yakınına enjekte etti.
8 Nisan 2022'de Science Advances dergisinde yayımlanan çalışmaya göre bu jel, vücutta kanserli hücrelerle savaşmak için bağışıklık hücrelerinin çoğaldığı ve aktif olduğu geçici bir ortam sağlamakta. Jel zaman içinde sürekli olarak tümöre saldırmak için aktifleştirilmiş CAR T-hücrelerini sızdırıyor.
Çalışmanın yazarlarından Stanford Üniversitesi malzeme bilimleri ve mühendisliği üyesi Asistan Profesör Eric Appel, "CAR-T hücre alanında çoğu çalışma, bu hücreleri daha iyi yapmaya odaklanır ancak insan vücudunda nasıl daha etkili hale gelebilecekleri üzerine çalışma çok azdır. Yaptığımız şey, daha iyi hücreler tasarlamaya yönelik tüm çabaları tamamen tamamlayıcı niteliktedir."
Şu anda intravenöz (IV) infüzyonlar, CAR T-hücreler için ana uygulama yoludur. Bu yöntemde hücreler kan dolaşımına katılır ve tüm vücudu dolaşır. Ancak bu yaklaşım genellikle yoğun, belirli bölgelerde bulunan ve bağışıklık hücrelerinden saklanarak kendini savunan solid tümörlerin tedavisi için ideal değildir.
Çalışmanın baş yazarı Abigail Grosskopf, "Tümör mikroçevresi, T hücreleriyle savaşmaya çalışan korkunç şeylerle dolu bir savaş bölgesi gibidir. CAR T-hücreleri, saldırmak için bu tür tümörleri infiltre (istila) etmede zorlanmaktadır." diyor.
- İlgili konu: Tümörü İstila Eden T-hücreleri ve Kanserde Önemi
CAR T-hücrelerini, bir tümörü yok edecek kadar güçlü bir şekilde aktif etmek için hücrelerin yüksek konsantrasyonda özel sinyal proteinlerine uzun süre maruz kalması gerekir. Sitokinler olarak adlandırılan bu proteinler, tasarlanmış bağışıklık hücrelerine hızla çoğalmalarını ve tümörü yok etmeye hazırlanmalarını söyler. Ancak sistematik olarak damar yoluyla verilirse, etkin saldırının başlatılması için gerekli olan sitokin miktarı, vücudun diğer kısımları için toksik olacaktır. Bunun yerine Grosskopf ve meslektaşları, tümör yakınında sitokinlere ve CAR T-hücrelerine geçici olarak ev sahipliği yapabilen bir jel geliştirdi. Vücut yerine bağışıklık hücreleri burada büyür ve çoğalır. Ayrıca sürekli olarak kanserli büyümelere bombardıma tutmak için de salgılanırlar.
Şeklin açıklaması: Daha etkili solid tümör tedavisi için CAR T-hücreleri ve sitokinleri ortak ileten enjekte edilebilir hidrojeller. A) Geleneksel intravenöz (IV) yaklaşıma (soldaki) kıyasla katı tümörlere CAR-T hücrelerinin iletim yönteminin şematize çizimi (solda). B) Tüm çalışmalarda kullanılan B7H3 CAR yasının şematik çizimi. C) Transdikyion edilmemiş “Mock” T hücrelerine kıyasla B7H3-Fc ile boyanarak belirlenen B7H3 CAR-T hücrelerinin transdüksiyon etkinliği. D) Kendi kendine birleşme yoluyla CAR T-hücrelerini ve uyarıcı sitokinleri birlikte kapsüllemek için PNP (Polimet Nanopartikül) hidrojellerinin oluşumu.
Jel, su ve iki maddeden yapılmıştır: selülozdan (bitkilerde bulunan bir materyal) yapılan bir polimer ve biyobozunur nanopartiküller. Bu iki molekül birleştirildiğinde birbirine moleküler Velcro gibi bağlanır – birbirine yapışmak isterler ancak kolayca ayrılabilirler.
Grosskopf, "bu jel materyalinin küçük iğneler aracılığı ile enjekte edilebileceğini" söyledi. “Yine de enjeksiyon işleminden sonra 'Velcro' kendi formunu tekrar bulur ve güçlü bir jel yapısına dönüşür.”
Jelin kafes benzeri şekli, küçük sitokinlerin dışarı sızmasını önlemek adına yeterince sıkı bir şekilde dokunmuştur. Aynı zamanda yapının bağlantıları, CAR T-hücrelerinin onları kırması ve kanserli hücreleri öldürmeye hazır olduklarında serbest kalmaları bakımından yeterince zayıftır.
Hayvan Deneylerinde Başarılı Sonuçlar
Kanser tedavisi için en iyi jel formülünün tanımlanmasından sonra araştırmacı ekip, bu yöntemi test etmek için tümörlü fare modelleri kullandı.
Grosskopf, hem CAR T-hücreleri hem de sitokinleri içeren jel ile enjekte edilen tüm deney hayvanlarının 12 gün sonra kanserden kurtulduğunu buldu.
Grosskopf ve ekibi ayrıca jel içinde yalnızca CAR T-hücrelerini iletmeyi dedi ancak tümörler çok daha yavaş bir şekilde yok oldu ya da bazı farelerde hiç yok olmadılar. Jel içinde iletim yerine damar aracılığıyla ya da tuzlu serum içinde iletilen tedaviler, tümörler üzerinde daha da az etkili oldu. Ek olarak jel, farelerde iltihaplı reaksiyonlar gibi yan etkiler göstermedi ve vücutta birkaç hafta içinde tamamen bozundu.
Ekip ayrıca, tümörden uzak bir yerde de jel tedavisini test etti. Tümöre komşu bir enjeksiyona kıyasla tedavi yanıtı yaklaşık iki kat daha uzun sürmesine rağmen şaşırtıcı bir şekilde tüm hayvanların tümörleri yine de yok oldu.
Appel, "Değerlendirdiğimiz şey, ilk olarak yakınanına enjeksiyon yapabileceğimiz tümörlerdir. Ancak maalesef ki hala insan vücudunda tüm dokularına bunu yapamıyoruz. Tümörlere uzak noktalara enjeksiyon yapabilmemiz, gerçekten çok sayıda solid tümörün tedavisinin kapısını açacaktır" dedi. Appel ayrıca laboratuvarının sonraki deneyinin, uzak yerlerdeki tümörlere jel iletme yönteminin bu kabiliyetini keşfetmek olacağını söyledi.
Sonuç olarak bu ufuk açıcı çalışma, umut vadeden kanser çalışmalarını geliştirmek için görece basit ve etkili bir yol ileri sürmektedir. Grosskopf ise çalışmayı şu şekilde özetledi: "Bence jellerimizin büyük bir avantajı, hazırlanmalarının ne kadar kolay olduğudur: iki şeyi karıştırıyor ve enjeksiyon yapıyorsunuz. Biraz daha preklinik çalışmalara ihtiyacımız var, ancak bu tedavinin çok umut verici olduğunu düşünüyorum."
