Удалённое управление лазером и нанозолотом для активации противораковых иммунных клеток
Учёные из Технологического института Джорджии создали метод удалённой активации Т-лимфоцитов (Т-клеток) внутри организма с помощью теплового переключателя. Метод, протестированный на мышах, может сделать иммунотерапию рака более точной и контролируемой.
Лазер, золото и Т-клетки
Система состоит из трёх ключевых компонентов:
- Генно-инженерные Т-клетки, в которые встроен термочувствительный генетический переключатель. При активации он увеличивает экспрессию определённых белков в клетках более чем в 200 раз.
- Золотые наностержни размером в несколько десятков атомов, введённые в опухоль (использовались опухолевые фантомы).
- Безопасный лазер ближнего инфракрасного диапазона (NIR), которым снаружи тела облучают область опухоли.
Нанозолото поглощает свет и преобразует его в мягкое локальное тепло, которое нагревает опухоль. Повышенная температура активирует встроенный в Т-клетки переключатель.
Термочувствительный переключатель
Переключатель основан на естественном клеточном механизме защиты от теплового шока. Исследователи настроили его так, чтобы он активировался в диапазоне 40–42 °C.
- Этот диапазон достаточно высок, чтобы не реагировать на большинство лихорадок.
- Он достаточно низок, чтобы не повреждать здоровые ткани и сами Т-клетки.
- При обычной температуре тела (~37 °C) переключатель остаётся выключенным.
Преимущества контроля
- Точная активация: Т-клетки можно включать только в области опухоли, минимизируя повреждение здоровых тканей (off-target toxicities).
- Возможность отключения: После завершения облучения лазером Т-клетки деактивируются, так как температура возвращается к норме.
- Преодоление иммуносупрессии: Локальная активация помогает Т-клеткам преодолеть подавляющее действие опухолевой среды.
Будущие цели
Следующий шаг — испытание метода для лечения агрессивных опухолей. В перспективе в Т-клетки планируют встроить дополнительные функции, например, способность по команде локально выделять мощные иммуностимуляторы (цитокины), избегая системной токсичности.
Исследование, первым автором которого является аспирант Иэн Миллер, опубликовано в журнале ACS Synthetic Biology. Работа финансировалась NIH, NSF, Burroughs Wellcome Fund и Shurl and Kay Curci Foundation.