Stvorene prirodne stanice ubojice za borbu protiv raka

Jedno od najnovijih oružja koje su znanstvenici razvili protiv raka je vrsta umjetno stvorenih imunoloških stanica poznatih kao CAR-NK (prirodne stanice ubojice). Slično CAR-T stanicama, ove stanice mogu se programirati za napad na stanice raka.

Istraživači s američkog tehnološkog instituta MIT i Medicinskog fakulteta Harvard sada su osmislili novi način inženjeringa CAR-NK stanica koji znatno smanjuje vjerojatnost da će ih imunološki sustav pacijenta odbaciti, što je čest nedostatak ove vrste liječenja.

Novi napredak mogao bi također olakšati razvoj standardnih CAR-NK stanica koje bi se mogle davati pacijentima čim im se postavi dijagnoza. Tradicionalni pristupi inženjeringu CAR-NK ili CAR-T stanica obično traju nekoliko tjedana.

U studiji na miševima s humaniziranim imunološkim sustavom, istraživači su pokazali da ove CAR-NK stanice mogu uništiti većinu stanica raka, izbjegavajući imunološki sustav domaćina.

NK stanice ključni su dio prirodne imunološke obrane tijela, a njihova je primarna odgovornost locirati i ubijati stanice raka i stanice zaražene virusom. Jedna od njihovih strategija ubijanja stanica, koju koriste i T stanice, jest proces koji se naziva degranulacija. Kroz ovaj proces, imunološke stanice oslobađaju protein nazvan perforin, koji može probušiti rupe u drugoj stanici kako bi izazvao staničnu smrt.

Kako bi stvorili CAR-NK stanice za liječenje pacijenata oboljelih od raka, liječnici prvo uzimaju uzorak krvi od pacijenta. NK stanice se izoliraju iz uzorka i konstruiraju tako da eksprimiraju protein nazvan himerni antigenski receptor (CAR), koji se može dizajnirati za ciljanje specifičnih proteina koji se nalaze na stanicama raka.

Zatim se stanice nekoliko tjedana razmnožavaju dok ih nema dovoljno za transfuziju natrag u pacijenta. Sličan pristup se koristi i za stvaranje CAR-T stanica. Nekoliko CAR-T staničnih terapija odobreno je za liječenje raka krvi poput limfoma i leukemije, ali CAR-NK tretmani su još uvijek u kliničkim ispitivanjima.

Budući da je potrebno toliko vremena za uzgoj populacije inženjerski modificiranih stanica koje se mogu ubrizgati u pacijenta, a te stanice možda nisu toliko održive kao stanice koje potječu od zdrave osobe, istraživači istražuju alternativni pristup: korištenje NK stanica od zdravog donora. 

Takve se stanice mogu uzgajati u velikim količinama i bile bi spremne kad god bi bile potrebne. Međutim, nedostatak ovih stanica je što ih imunološki sustav primatelja može vidjeti kao strane i napasti ih prije nego što mogu početi ubijati stanice raka.

U novoj studiji, MIT-ov tim krenuo je pronaći način kako pomoći NK stanicama da se "sakriju" od pacijentovog imunološkog sustava. Studijama interakcija imunoloških stanica pokazali su da NK stanice mogu izbjeći odgovor T-stanica domaćina ako ne nose površinske proteine ​​zvane HLA proteini klase 1. Ti proteini, obično eksprimirani na površinama NK stanica, mogu potaknuti napad T-stanica ako ih imunološki sustav ne prepozna kao "samo".

Kako bi iskoristili tu prednost, istraživači su konstruirali stanice tako da eksprimiraju sekvencu siRNA (kratke interferirajuće RNA) koja ometa gene za HLA klasu 1. Također su isporučili gen CAR, kao i gen za PD-L1 ili jednolančani HLA-E (SCE). PD-L1 i SCE su proteini koji čine NK stanice učinkovitijima aktivirajući gene koji su uključeni u ubijanje stanica raka.

Svi ovi geni mogu se nalaziti na jednom komadu DNK, poznatom kao konstrukt, što olakšava transformaciju donorskih NK stanica u imunološki otporne CAR-NK stanice. Istraživači su koristili ovaj konstrukt za stvaranje CAR-NK stanica koje ciljaju protein zvan CD-19, koji se često nalazi na kancerogenim B stanicama kod pacijenata s limfomom.

Miševi koji su primili CAR-NK stanice s novom konstrukcijom održali su populaciju NK stanica najmanje tri tjedna, a NK stanice su bile u stanju gotovo eliminirati rak kod tih miševa. Kod miševa koji su primili ili NK stanice bez genetskih modifikacija ili NK stanice samo s CAR genom, imunološke stanice domaćina napale su NK stanice donora. Kod tih miševa, NK stanice su izumrle unutar dva tjedna, a rak se nekontrolirano širio.

Istraživači su također otkrili da su ove konstruirane CAR-NK stanice puno manje sklone izazivanju sindroma oslobađanja citokina, česte nuspojave imunoterapijskih tretmana, koja može uzrokovati komplikacije opasne po život.

Istraživači se sada nadaju provesti kliničko ispitivanje ovog pristupa, a također surađuju s lokalnom biotehnološkom tvrtkom kako bi testirali CAR-NK stanice za liječenje lupusa, autoimunog poremećaja koji uzrokuje da imunološki sustav napada zdrava tkiva i organe.