Reprogramirane NK imunološke stanice ciljaju rak

Znanstvenici s američkog tehnološkog instituta MIT, razvili su novi način programiranja prirodnih imunoloških stanica ubojica (NK) da ciljaju kancerogene T stanice ili T stanice koje su postale autoreaktivne, što dovodi do bolesti poput limfoma i autoimunog hepatitisa.

NK stanice (engl. Natural Killer, prirodni ubojice) su vrsta bijelih krvnih stanica (limfocita) koje čine važan dio urođenog imunološkog sustava. One su prva linija obrane organizma koja brzo reagira na stanice zaražene virusima te na tumorske (kancerogene) stanice.

Koristeći svoju novu tehniku, istraživači mogu reprogramirati NK stanice da ciljaju oboljele T stanice bez uklanjanja NK stanica iz tijela pacijenta. Umjesto toga, koriste lipidne nanočestice za izravnu dostavu informacijske RNA NK stanicama. Ove molekule mRNA kodiraju proteine ​​koji omogućuju NK stanicama da traže i uništavaju disfunkcionalne T stanice.

Poznate kao CAR NK stanice, ove stanice mogle bi se koristiti protiv raznih bolesti. Novi pristup MIT-ovog tima mogao bi zaobići jednu od glavnih prepreka korištenju ovih stanica, a to je vrijeme i trošak njihove proizvodnje izvan tijela.

Za izradu CAR T stanica, liječnici uzimaju uzorak krvi od pacijenta. Uzorak se šalje u laboratorij gdje se T stanice izoliraju, a zatim se modificiraju tako da eksprimiraju CAR protein. Kada se generira dovoljno CAR T stanica, vraćaju se u bolnicu i ubrizgavaju pacijentu.

Posljednjih godina znanstvenici su počeli koristiti sličnu strategiju za stvaranje CAR NK stanica. Jedna potencijalna prednost CAR NK stanica u odnosu na CAR T stanice je ta što bi se mogle koristiti za ubijanje oboljelih T stanica. Korištenje CAR T stanica za liječenje bolesti T stanica često ne funkcionira dobro jer T stanice koje su konstruirane za ciljanje proteina T stanica mogu na kraju ubijati jedna drugu, uz oboljele T stanice. Taj se problem ne javlja kada se NK stanice koriste za ciljanje T stanica.

Međutim, proizvodnja velikih količina CAR NK stanica predstavlja iste poteškoće kao i generiranje CAR T stanica. Kako bi pojednostavili proces, MIT-ov tim želio je smisliti način generiranja CAR NK stanica "in vivo" - odnosno, u tijelu pacijenta, bez potrebe za uklanjanjem ikakvih stanica.

Kako bi generirao ove stanice, MIT-ov tim je dizajnirao lipidne nanočestice (LNP) koje mogu isporučiti mRNA. Ove niti mRNA kodiraju CAR koji se može ciljati na određene tipove stanica. Na primjer, mogli bi isporučiti CAR koji cilja CD19, protein koji se nalazi na B stanicama, ili CD3, protein koji se nalazi na autoreaktivnim T stanicama.

Čestice su obložene fragmentima antitijela koji se vežu za receptore koji se nalaze na površini NK stanica kako bi se osiguralo da dosegnu ispravne ciljeve.

Nakon što su ove čestice ubrizgane miševima, istraživači su otkrili da mogu uspješno reprogramirati oko 80 posto ciljanih NK stanica. Istraživači su zatim testirali potencijal čestica za liječenje raka i autoimunog hepatitisa, koji je uzrokovan autoreaktivnim T stanicama.

U mišjem modelu agresivnog oblika melanoma, tri od pet miševa koji su primili LNP-ove koji su reprogramirali njihove NK stanice kako bi ciljale stanice raka ušli su u potpunu remisiju.

Istraživači su također primijetili značajno uništavanje tumora kada su koristili LNP-ove za liječenje T-staničnog limfoma u humaniziranom mišjem modelu, stvorenom kada miševi primaju transfuzije ljudskih krvnih stanica, što im omogućuje privremeno stvaranje ljudskog imunološkog sustava.

Kod ovih miševa, tumori su iskorijenjeni nakon pet injekcija reprogramirajućih LNP-ova. Ovaj rezultat bio je sličan onome što su istraživači vidjeli kada su tretirali miševe CAR NK stanicama koje su generirane korištenjem konvencionalnog pristupa - uklanjanjem NK stanica, njihovim reprogramiranjem i vraćanjem miševima.

Konačno, istraživači su pokazali da njihovi LNP-ovi mogu generirati CAR NK stanice koje ciljaju autoreaktivne T stanice. Za ovu primjenu proučavali su miševe s autoimunim hepatitisom, kod kojih T stanice napadaju hepatocite u jetri. Otkrili su da su kod tretiranih miševa autoreaktivne T stanice uništene, a oštećenje jetre zacijelilo. Ti su učinci uočeni nakon samo jedne injekcije LNP-ova.

Istraživači se nadaju da bi se ove vrste konstruiranih NK stanica mogle koristiti za liječenje raznih autoimunih poremećaja uzrokovanih disfunkcionalnim T stanicama, uključujući multiplu sklerozu i reumatoidni artritis.

Znanstveni rad istraživača MIT-a objavljen u časopisu Nature Biotechnology možete pronaći na ovoj poveznici.