Как наноструктуры помогают иммунитету бороться с раком

Израильские ученые нашли способ повысить эффективность противораковой иммунотерапии, используя наноповерхности, имитирующие живые клетки. Это может стать шагом к более массовому применению CAR-T-клеток.
Владимир Барышев
Автор Наука Mail
Наноповерхность
Иммунные клетки, как оказалось, «чувствуют» поверхность, к которой прикасаются — и этот тактильный отклик может быть ключом к более эффективному лечению ракаИсточник: Unsplash

Работа, результаты которой опубликованы в журнале Advanced Materials, проведена исследователями из Университета Бен-Гуриона в Негеве. Они решили улучшить CAR-T-терапию — метод лечения рака с помощью модифицированных иммунных клеток — путем изменения условий их активации в лаборатории.

Проблема заключается в том, что Т-клетки, активируемые на пластиковых шариках, быстро теряют активность после возвращения в организм. В отличие от этого, в естественной среде они взаимодействуют с мягкими эластичными клетками, поверхность которых покрыта множеством мельчайших структур.

Функционализированная микростолбчтая ​​платформа
Т-клетка взаимодействует с функционализированной микростолбчатой ​​платформой. Конфокальное z-stack-изображение Т-клетки на поверхности 0,5-4-0,5, на котором клеточная мембрана показана красным, ядро ​​— синим, а поверхность столба — серым. Размер изображения 18x18 мкм, высота 2,5 мкмИсточник: Advanced Materials

Исследователи создали наноструктурированные поверхности, имитирующие эти природные условия. На таких поверхностях Т-клетки активировались сильнее и дольше, а после перепрограммирования в CAR-T-клетки дольше сохраняли противораковую активность.

Команда разработала библиотеку поверхностей с разной жесткостью и геометрией. Для анализа эффективности использовался вычислительный подход, позволивший выбрать наилучшую конфигурацию. CAR-T-клетки, созданные с ее помощью, отличались высоким уровнем экспрессии генов, ответственных за долговременную иммунную память.

Масштабирование платформы для производства клинического количества сконструированных Т-клеток
Масштабирование платформы для производства клинического количества сконструированных Т-клетокИсточник: Advanced Materials

В эксперименте на мышах такие клетки показали лучшие результаты по сравнению с классическим методом. Технология уже масштабирована: были созданы первые активирующие поверхности, пригодные для массового производства. Сейчас идут испытания в партнерстве с израильской компанией ADVA Bio, производящей биореакторы.

Новая система может стать основой для создания доступной и персонализированной терапии рака, основанной на клетках пациента и инженерии поверхности.

Квантовые технологии все чаще находят применение там, где раньше это казалось невозможным — не только в биологии, но и, например, в изучении экзотических состояний материи или новых типов элементарных частиц. Один из таких недавних прорывов связан с экспериментами, в которых ученым удалось зафиксировать редкое квантовое явление в сверхпроводящих системах — об этом вы можете узнать подробнее в этой статье.