Новые исследования показывают, что крошечные наночастицы, значительно меньшие ширины человеческого волоса, могут помочь собственной иммунной системе организма бороться с опухолями. В экспериментах с мышами терапия на основе наночастиц не только уничтожила первоначальные опухоли рака молочной железы, но и метастазы в других частях тела. Исследователи говорят, что клинические испытания человека с новой терапией могут начаться в течение следующих нескольких месяцев.
Поиск лекарств, которые стимулируют иммунную систему для борьбы с опухолями, является одним из самых горячих полей в исследованиях рака. Иммунные часовые, известные как Т-клетки, обычно охотятся за подозрительно выглядящими мишенями, такими как бактериальные захватчики и потенциальные опухолевые клетки. Если они распознают их, они объявляют тревогу, вызывая другие иммунные клетки на борьбу. Однако реакцию Т-клеток можно отключить с помощью так называемых иммунных контрольных точек, других белков на поверхности нормальных клеток, которые ослабляют иммунный ответ, чтобы предотвратить вредную аутоиммунную реакцию на нормальную ткань. Опухолевые клетки часто экспрессируют эти молекулы контрольных точек, помещая тормоза в поиск иммунной системы и разрушая работу.
Чтобы преодолеть эту проблему, фармацевтические компании разработали ряд различных белков антител, которые блокируют эти сверхэкспрессированные молекулы контрольных точек и позволяют иммунной системе нацеливаться на опухоли. В тех случаях, когда имеется много Т-клеток вблизи опухоли или там, где опухолевые клетки подверглись большому количеству мутаций, что создает дополнительные мишени для иммунных часовых, Т-клетки будут сигнализировать о полноценном иммунном ответе на рак. Такая иммунотерапия рака может добавить дополнительные годы к жизни пациентов.
Однако существующие лекарственные средства для лечения рака работают только у 20—30% пациентов. В некоторых случаях, даже когда молекулы контрольных точек блокируются, вокруг слишком много активных Т-клеток, чтобы прозвучала иммунная тревога, говорит Джедд Вольчок, эксперт по иммунопатологии Мемориального центра рака Слоан Кеттеринг в Нью-Йорке. В других случаях, по его словам, опухоли не отображают достаточно объектов Т-клеток, так называемых опухолевых антигенов, на их поверхности.
Но, казалось бы, несвязанная головоломка даёт возможность повысить эффективность иммунотерапии. Онкологи давно знают, что в редких случаях после того, как пациенты получают лучевую терапию для сокращения опухоли, иммунная система реагировует агрессивно, уничтожает не только опухоль, но и метастазы по всему телу, которые не были обработаны излучением. Исследователи теперь считают, что облучение иногда убивает опухолевые клетки таким образом, что подвергает новые Т-клетки новым антигенам, заправляя их, чтобы нацелить другие опухолевые клетки, которые их также переносят, говорит Вэньбин Лин, химик из Чикагского университета в Иллинойсе, один из авторов исследования.
Лин хотел посмотреть, может ли он использовать нетоксичные наночастицы, чтобы сенсибилизировать иммунную систему аналогичным образом. Получить сами наночастицы через иммунную систему непросто. Если они слишком большие, клетки в крови, называемые макрофагами, сжирают их. И белки крови, как правило, покрывают частицы, облегчая их поглощение. В последние годы команда Лина разработала метод получения частиц размером от 20 до 40 нанометров (нанометр, одна миллиардная часть метра), который наилучшим образом способен ускользнуть от макрофагов. Он также покрывал их оболочкой из полиэтиленгликоля, которая помогает им выживать дольше в кровообращении и вводить клетки-мишени. Наконец, внутри он включал мощные светопоглощающие молекулы на основе хлора, которые превращают наночастицы в опухолевых киллеров.
В предыдущих исследованиях команда обнаружила, что после инъекции в кровоток частицы могут циркулировать достаточно долго, чтобы найти свой путь в опухолях и вокруг них. И поскольку опухоли обычно имеют протекающую, плохо образованную сосудистую сеть, частицы, как правило, просачиваются в место раковой ткани и подбираются и интернализируются внутри опухолевых клеток. Как только наночастицы поглощаются, исследователи облучали опухоли инфракрасным светом. Этот свет поглощается молекулами на основе хлора, которые затем возбуждают соседние молекулы кислорода, создавая высокореактивную форму кислорода, известную как синглетный кислород, которая разрывает соседние биомолекулы и убивает опухолевую клетку.
Но это только начало, говорит Лин. Синглетный кислород стремится разрывать опухолевые клетки таким образом, чтобы подвергать много новых опухолевых антигенов иммунным клеткам, называемым дендритными клетками, которые захватывают антигены и представляют их в Т-клетки для более пристального осмотра. Поступая таким образом, они помогают иммунной системе создавать мощный противоопухолевый ответ даже в тех случаях, когда поблизости не так много Т-клеток.
В августе 2016 года Лин и его коллеги сообщили в Nature Communications, что, когда они вводили версию своих наночастиц в кровоток мышей с раком толстой кишки вместе с контрольным антителом и взорвали опухоли со светом, комбинация вызвала реакцию иммунной системы животных к уничтожению как целевых опухолей рака толстой кишки, так и необработанных опухолей в другом месте. Однако эти частицы также переправили стандартный химиотерапевтический токсин, чтобы помочь убить раковые клетки.
В другом исследовании учёные хотели посмотреть, будет ли этот подход работать только с иммунным ответом. На этот раз Лин и его коллеги работали с мышами с раком молочной железы, другой формой рака, которая часто не реагирует на действующие препараты иммунотерапии. Они вновь вводили животным свои наночастицы вместе с контрольным контрольным антителом. Но на этот раз наночастицы не содержали никакого дополнительного химиотерапевтического препарата. Затем они облучали опухоли инфракрасным светом и ожидали результатов. Почти в каждом случае разрушалась опухоль первичного рака молочной железы, но метастазы в легких также были уничтожены, сообщают они в журнале Американского химического общества. «Мы с удивлением обнаружили, что без цитотоксических агентов вы можете добиться такого же эффекта», — говорит Лин.
«Это продуманный подход, и данные интересны», — подтвердил Вулчок, который не участвовал в работе. Он добавил, что подход заслуживает продолжения испытаний уже на людях. Лин говорит, что такие испытания, скорее всего, начнутся в ближайшее время. Чикагская команда уже сформировала компанию под названием «Координационные фармацевтические препараты», которая привлекла семенные средства для запуска ранней стадии исследования у людей, вероятно, во второй половине этого года.
Источник Robert F. SERVICE