Vedci vytvorili „továreň“ na bunky proti rakovine. Využili predchodcov makrofágov
Vedci našli spôsob, ako dlhodobo pestovať bunky, z ktorých vznikajú makrofágy. V myšiach potom pomáhali spomaľovať rakovinu.
Makrofágy vyzerajú ako bunky stvorené na boj s rakovinou. Dokážu preniknúť do nádoru, pohlcovať nebezpečné bunky a upozorniť ďalšie časti imunitného systému. V laboratóriu sa s nimi však pracuje ťažko. Zrelé makrofágy sa nedajú jednoducho namnožiť, zle znášajú zmrazovanie a po podaní do tela často uviaznu v pľúcach či pečeni namiesto toho, aby sa dostali k nádoru.
Tím z USC Stem Cell na Keck School of Medicine preto siahol po bunkách, z ktorých makrofágy ešte len vznikajú. Granulocytovo-monocytové progenitory, skrátene GMP bunky, fungujú ako výrobný závod pre makrofágy a ďalšie príbuzné imunitné bunky. Štúdia vyšla v časopise Cell.
Vedci prinútili GMP bunky deliť sa bez toho, aby dozreli
Najväčšie prekvapenie prišlo pri samotnom pestovaní GMP buniek. Dlhodobú schopnosť obnovy vedci spájali najmä s krvotvornými kmeňovými bunkami. Progenitory sa podľa zaužívaného pohľadu mali po obmedzenom počte delení posunúť ďalej a dozrieť na špecializované bunky (progenitorové bunky sú vývojové predchodkyne zrelých buniek).
V správnom laboratórnom prostredí však GMP bunky tento vývoj zabrzdili. Delili sa dlhodobo, no stále zostávali progenitormi a nestratili schopnosť vytvárať funkčné makrofágy, granulocyty a ďalšie myeloidné bunky. Autori na to použili presne namiešaný kultivačný koktail, ktorý bunkám zabránil predčasne dozrieť.
„Zistili sme, že za správnych podmienok sa dokážu GMP bunky obnovovať, intenzívne sa deliť a pritom si zachovať svoju totožnosť aj schopnosť produkovať funkčné imunitné bunky,“ povedal autor štúdie Qi-Long Ying.
Postup si vyskúšal aj tím z laboratória Raviho Majetiho na Stanfordovej univerzite. Podarilo sa mu GMP bunky dlhodobo pestovať aj geneticky upravovať. Nešlo o klinickú skúšku, ale o kontrolu, že metóda nestojí iba na podmienkach jedného laboratória.
Neprehliadni
Darcovské GMP bunky by mohli slúžiť viacerým pacientom
Samotné množenie progenitorov by na liečbu nestačilo. Vedci preto do GMP buniek vložili chimérický antigénový receptor, známy ako CAR. Funguje ako umelo pridaný senzor, ktorý bunke umožní rozpoznať konkrétny znak nádoru.
V pokusoch cielili na CD19, ktorý sa objavuje na niektorých leukemických bunkách, a na HER2, prítomný vo zvýšenej miere pri viacerých pevných nádoroch. Časť buniek dostala upravený CAR s Fc doménou protilátky IgG. Tá spojila geneticky upravenú bunku s ďalšími zložkami imunity a pomohla aktivovať T-lymfocyty.
Mechanizmus fungoval aj pri výraznej imunologickej nezhode darcu a príjemcu. V budúcnosti by tak mohol umožniť výrobu darcovskej terapie pre viacerých pacientov. Má to však háčik. Imunitný systém príjemcu darcovské GMP bunky postupne rozpoznal a odstránil rýchlejšie než geneticky zhodné bunky.
GMP bunky sa v kostnej dreni zmenili na zdroj novej imunity
Po podaní myšiam sa GMP bunky usadili v kostnej dreni a ďalších krvotvorných miestach. Odtiaľ vytvárali nové makrofágy a granulocyty darcovského pôvodu. Vedci túto tvorbu sledovali najmenej dva týždne.
Zrelé makrofágy sa správali inak. Krátko po podaní sa zachytili najmä v pľúcach, neskôr v pečeni a slezine a ich počet klesal. Do nádoru sa ich dostalo málo. GMP bunky namiesto jednorazovej dávky vytvorili v tele zdroj, ktorý priebežne dopĺňal nové myeloidné bunky.
CAR-GMP bunky v myších modeloch potláčali CD19-pozitívnu leukémiu aj HER2-pozitívne pevné nádory. Variant s Fc doménou fungoval v imunologicky odlišných modeloch lepšie než obyčajný CAR a v nádoroch sa objavilo viac aktivovaných T-lymfocytov.
Nateraz však treba krotiť optimizmus. Liečbu ešte nikto netestoval na ľuďoch. Časť pokusov prebehla na myšiach bez funkčných lymfocytov, ďalšia na zvieratách s fungujúcou imunitou. Ide o predklinický výsledok, nie o terapiu pripravenú pre pacientov.
GMP bunky obnovili obranu proti bakteriálnej infekcii
Rovnaký prístup vedci vyskúšali aj mimo onkológie. Myši s chronickou granulomatóznou chorobou majú vrodenú poruchu imunity, pri ktorej niektoré imunitné bunky nedokážu účinne ničiť určité baktérie. Po podaní GMP buniek sa ich antibakteriálna obrana obnovila.
Platforma by preto raz mohla pomôcť aj pri dočasnom poškodení imunity po intenzívnej chemoterapii, ožarovaní alebo transplantácii kmeňových buniek. Autori túto možnosť zatiaľ priamo netestovali.
Štúdia zároveň ukázala na enzým myeloperoxidázu, skrátene MPO. Ten patrí medzi regulátory, ktoré obmedzujú množenie GMP buniek. Presný mechanizmus zostáva otvorený a nie je jasné, či rovnaká molekulárna brzda funguje aj pri iných progenitoroch.
Imunitný systém darcovské bunky postupne odstránil
Darcovské GMP bunky v tele neprežívali neobmedzene. Najskôr sa uchytili a začali vytvárať nové bunky, potom ich imunitný systém príjemcu odstránil. Pre univerzálnu liečbu je to nevýhoda, no z bezpečnostného hľadiska aj možná poistka.
CAR-T bunky sú navrhnuté tak, aby v tele vydržali dlho. Ak však napadnú zdravé tkanivo, ich aktivitu je po podaní ťažké zastaviť. GMP bunky by mohli zasiahnuť nádor, rozhýbať vlastnú imunitu pacienta a potom postupne zmiznúť. Zatiaľ je to však len smer ďalšieho vývoja.
Rozhoduje aj to, v akom štádiu vedci bunku upravia
Práca ukazuje, že pri bunkovej imunoterapii nemusí rozhodovať iba to, aký receptor vedci do bunky vložia. Rovnako dôležité môže byť, v akom štádiu vývoja bunku upravia.
GMP bunky sa dali ľahšie geneticky meniť, vyrábať vo väčšom množstve a po podaní z nich vznikali ďalšie imunitné bunky. Namiesto jednej dávky hotových makrofágov tak telo dostalo zdroj, ktorý ich dokázal určitý čas vyrábať samo.
„Budúcnosť imunoterapie môže závisieť nielen od navrhovania lepších CAR receptorov, ale aj od výberu správneho vývojového štádia bunky,“ uzatvára Ying.
