Przyciąganie komórek odpornościowych do nowotworu za pomocą magnesów
Wykorzystanie układu odpornościowego do walki z rakiem nie jest nowym pomysłem. W wielu badaniach klinicznych sprawdzano możliwości, jakie niesie pobudzenie lub przystosowanie układu odpornościowego do zwalczania komórek rakowych przy użyciu cytokin, przeciwciał i komórek odpornościowych. Badania, w których wykorzystano limfocyty T specyficzne dla komórek rakowych odpowiednio zmodyfikowane w celu ekspresji chimerycznych receptorów antygenowych CAR T(odnośnik otworzy się w nowym oknie), przyniosły bardzo obiecujące wyniki w przypadku nowotworów krwi. Niestety podobne badania kliniczne dotyczące guzów litych wykazały pewne ograniczenia związane ze słabym transportem komórek odpornościowych do guza oraz niesprzyjającym mikrośrodowiskiem guza. Odpowiednie pokierowanie tych komórek i poprawa ich przeżycia znacząco zwiększyłoby ich kliniczną skuteczność.
Hybrydowe magnetyczne limfocyty T
Finansowany ze środków działania „Maria Skłodowska-Curie”(odnośnik otworzy się w nowym oknie) (MSCA) projekt CellularNanoMachines miał na celu połączenie najlepszych osiągnięć z dziedziny materiałów syntetycznych i biologicznych na potrzeby udoskonalenia rozwiązań z zakresu immunoterapii. „Naszym celem było zastosowanie nanocząsteczek do kontrolowania i modulowania zachowania in vivo limfocytów T”, wyjaśnia stypendysta programu MSCA Javier Hernández-Gil. W celu dowiedzenia słuszności zaproponowanej koncepcji zespół podjął próbę wprowadzenia nanocząsteczek magnetycznych na bazie tlenku żelaza do komórek jednojądrzastych z krwi obwodowej. Przetestowano dwie możliwości: pierwsza polegała na przyczepieniu nanocząsteczek do receptorów na powierzchni komórki, druga zaś na internalizacji nanocząsteczek przez komórkę w procesie biokoniugacji(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Po przyłączeniu nanocząsteczek tak powstała „komórka magnetyczna” zachowała swoją funkcję i mogła zostać pokierowana w kierunku magnesu. Do najważniejszych zadań należało wyprodukowanie rozpuszczalnych w wodzie nanocząsteczek. W tym celu badacze opracowali fosfolipidowe micele, które posłużyły im do kapsułkowania hydrofobowych nanocząsteczek, czyniąc możliwym ich przyłączenie do komórek. Zgodność biologiczna i doskonałe właściwości magnetyczne otrzymanych nanocząsteczek nie miały wpływu na przeżycie komórki. Badacze skupili się również na szczegółowej analizie i lepszym poznaniu zachowania hybryd nanocząsteczka–komórka w zwierzęcych modelach raka. Wyniki znakowania i śledzenia komórek w organizmie zwierząt wskazały na poprawę ukierunkowania limfocytów T i bardziej skuteczną cyrkulację w obrębie guza w porównaniu do kontrolnych limfocytów T. Badacze wykorzystali różne techniki obrazowania(odnośnik otworzy się w nowym oknie) i wykazali wysoki potencjał hybryd nanocząsteczka–komórka odpornościowa w zastosowaniach klinicznych.
Przyszłość hybryd nanocząsteczka–komórka odpornościowa
„Najważniejszym osiągnięciem projektu CellularNanoMachines jest skuteczne wprowadzenie alternatywnych funkcjonalności do wnętrza komórki odpornościowej za pomocą nanocząsteczek”, podkreśla Hernández-Gil. Nanocząsteczki oferują prosty i dostępny sposób na poprawę transportu limfocytów T do guzów litych, ich biodystrybucji i wydajności przeciwnowotworowej. Skuteczna zmiana losu in vivo komórek odpornościowych przy użyciu zewnętrznych magnesów stwarza cały szereg możliwości w zakresie terapii komórkowej, w szczególności immunoterapii onkologicznej, która może dzięki temu zająć czołowe miejsce w leczeniu onkologicznym. W przyszłości badacze chcą pójść o krok dalej względem pierwotnego projektu i opracować strategię projektowania inteligentnych maszynerii komórkowych, systemów hybrydowych zdolnych do wytworzenia efektu synergii pomiędzy nanocząsteczkami, niewielkimi związkami metalu i komórkami odpornościowymi. Wykorzystanie niewielkich związków metalu(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w dziedzinie teranostyki otwiera nowe możliwości w kontekście diagnozowania i leczenia raka. Ta strategia pozwoli zaspokoić niespełnione dotąd potrzeby onkologiczne poprzez poprawę wydajności komórek odpornościowych stosowanych w dostępnych obecnie terapiach komórkowych.
