Nanotechnologia ogranicza złożoność i koszty nowatorskich metod leczenia nowotworów
Terapia oparta na limfocytach T z chimerycznym receptorem antygenowym (CAR-T) stanowi najnowocześniejszą metodę leczenia nowotworów. Ta przełomowa, spersonalizowana immunoterapia opiera się na modyfikacji genetycznej limfocytów T pacjenta, które stanowią rodzaj białych krwinek, aby zaprojektować je tak, by wyszukiwały i niszczyły komórki nowotworowe. „Konwencjonalna terapia nowotworów CAR-T polega na pobraniu limfocytów T od pacjenta, a następnie połączeniu ich z wirusami oraz hodowli przez kolejne kilka tygodni w specjalistycznych ośrodkach po to, by następnie wprowadzić je ponownie do organizmu pacjenta”, wyjaśnia Raymond Schiffelers(odnośnik otworzy się w nowym oknie), wiceprezes ds. badań przedklinicznych i rozwoju spółki NanoCell Therapeutics(odnośnik otworzy się w nowym oknie) oraz wykładowca nanomedycyny na Uniwersytecie w Utrechcie(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w Niderlandach. Choć metoda CAR-T okazała się jednym z najskuteczniejszych dostępnych współcześnie metod leczenia nowotworów, jej złożoność i koszt (sięgający nawet 300 000 euro za jeden cykl leczenia) sprawiają, że pozostaje poza zasięgiem większości pacjentów. Sytuacja ta może jednak ulec zmianie dzięki badaniom prowadzonym w ramach projektu NANO-ENGINE(odnośnik otworzy się w nowym oknie), wspieranego przez Europejską Radę ds. Innowacji(odnośnik otworzy się w nowym oknie).
Produkcja komórek CAR-T poza specjalistycznymi ośrodkami
Konsorcjum projektu NANO-ENGINE(odnośnik otworzy się w nowym oknie), na czele którego stoi Uniwersytet w Utrechcie, postawiło sobie za cel wykazanie, że komórki CAR-T można wytwarzać także wewnątrz organizmu pacjenta, a nie tylko w specjalistycznym zakładzie produkcyjnym. „Chcieliśmy opracować koncepcję pierwszej w swojej klasie platformy opartej na DNA, która jest w stanie przeprogramować limfocyty T bezpośrednio w organizmie pacjenta po jednokrotnym wstrzyknięciu gotowej, ukierunkowanej nanocząsteczki”, mówi Schiffelers. Weryfikacja słuszności założeń koncepcji zespołu NANO-ENGINE opiera się na nanocząsteczce lipidowej, podobnej do tej stosowanej w niektórych szczepionkach przeciwko COVID-19. Tym razem zamiast nici mRNA, cząsteczka opracowana przez zespół NANO-ENGINE otacza DNA kodujące chimeryczny receptor antygenowy, czyli instrukcje namierzania i atakowania nowotworu, połączone z transpozazą „Śpiącej Królewny” – niewirusowym enzymem, który może osadzać nowe geny w chromosomach. Aby zagwarantować, że komórki przyjmą nowe elementy, naukowcy pokryli powstałą nanocząstkę ligandami, które potrafią rozpoznawać markery powierzchniowe limfocytów T. Ze względu na to, że transpozaza stabilnie łączy gen CAR z genomem, ekspresja CAR jest trwalsza niż w przypadku mRNA. „Wykazaliśmy, że już pojedyncza dożylna dawka tej ukierunkowanej nanocząsteczki generuje funkcjonalne limfocyty CAR-T in vivo, hamuje rozwój nowotworu i znacząco wydłuża przeżycie w modelu białaczki, a wszystko to przy dawkach znacznie niższych niż te stosowane w podejściu opartym na mRNA”, dodaje Schiffelers. Przełomowe rezultaty projektu zostały opublikowane na łamach czasopisma naukowego „Journal for ImmunoTherapy of Cancer”(odnośnik otworzy się w nowym oknie).
Terapia CAR-T dostępna dla wielu pacjentów
Dzięki wytwarzaniu komórek CAR-T wewnątrz organizmu pacjenta przy użyciu pojedynczej cząsteczki niebędącej wirusem, prace przeprowadzone w ramach projektu NANO-ENGINE otwierają możliwość skorzystania z tej przełomowej terapii nowym pacjentom. Działania te wpisują się w założenia platformy Strategicznych Technologii dla Europy(odnośnik otworzy się w nowym oknie) oraz strategii w zakresie biogospodarki(odnośnik otworzy się w nowym oknie), przyczyniając się do realizacji unijnej Misji Rak(odnośnik otworzy się w nowym oknie), której celem jest rozwój medycyny spersonalizowanej. „Opracowane przez nasz zespół podejście oparte na komórkach wytwarzanych in vivo umożliwia zupełne pominięcie etapu wytwarzania ich ex vivo, co może znacząco obniżyć koszty, skrócić czas leczenia z kilku tygodni do zaledwie jednego zastrzyku i sprawić, że taka opcja leczenia stanie się dostępna poza kilkoma wyspecjalizowanymi ośrodkami”, podsumowuje Schiffelers. Ze względu na modułowy charakter samej platformy tę samą koncepcję można wykorzystać do leczenia innych chorób, z nadzieją na to, że w przyszłości będzie możliwe zastosowanie jej do zwalczania chorób autoimmunologicznych i nowotworów litych. Członkowie konsorcjum pracują obecnie nad rozszerzeniem możliwości platformy w celu jej wykorzystania klinicznego za pośrednictwem projektu NANOCAR finansowanego przez Europejską Radę ds. Innowacji, a także grant AGTC Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych(odnośnik otworzy się w nowym oknie) przyznany Schiffelersowi.
