Odkrycie nieznanego dotąd typu komórek układu odpornościowego, które wyposażone są w nowy typ receptora, daje nadzieję na opracowanie skutecznych terapii przeciwko wielu nowotworom. We wczesnych badaniach naukowcy z Uniwersytetu w Cardiff wykazali, że nowo odkryte limfocyty T zdolne są do rozpoznania i zabicia komórek nowotworów m.in. prostaty, piersi, płuc, krwi, jelita i wielu innych.
Zespół naukowców z Uniwersytetu w Cardiff natknął się na nieznane dotychczas komórki przez przypadek. Uczeni analizowali próbki krwi zgromadzone w jednym z walijskich biobanków w poszukiwaniu komórek odpornościowych, które mogłyby zwalczać bakterie. To wtedy zauważyli komórkę układu odpornościowego z nigdy wcześniej niespotykanym receptorem.
Profesor Andrew Sewell, główny autor badania z Cardiff University of School of Medicine przyznał, że znalezienie komórki, która ma szerokie działanie przeciwnowotworowe jest niezwykłą rzeczą. - To było przypadkowe odkrycie, nikt nie wiedział, że taka komórka istnieje - powiedział prof. Sewell i dodał, że odkrycie to niesie ze sobą perspektywę opracowania uniwersalnej terapii przeciwko wielu rodzajom nowotworów.
Naukowcy stojący za odkryciem podkreślają, że testy są wciąż na wczesnym etapie. Badania przeprowadzono jedynie u myszy i na ludzkich komórkach hodowanych w laboratorium, a nie u żywych pacjentów. Wyniki są jednak bardzo obiecujące. Ukazały się na łamach pisma „Nature Immunology”.
Terapie przeciwnowotworowe, w których używa się komórek układu odpornościowego, są zaliczane do tzw. immunoterapii. Metoda ta polega na pobraniu od chorego wytwarzanych w szpiku kostnym i dojrzewających w grasicy limfocytów T. Komórki następnie są modyfikowane genetycznie, namnażane, by potem podać je pacjentowi.
Limfocyty te u cierpiących na nowotwory przestają odróżniać zmutowane komórki i ich nie atakują, co umożliwia rozwój choroby nowotworowej. Najczęściej stosowana terapia tego typu – terapia CAR-T - przygotowywana jest indywidualnie dla każdego pacjenta i ma ponownie zaktywizować jego układ immunologiczny do walki z komórkami nowotworowymi.
Do DNA limfocytu T przy użyciu wirusa wszczepia się gen kodujący receptor, który rozpoznaje antygen specyficzny dla nowotworu, z którym komórka ma walczyć. Ale terapia CAR-T ma pewne ograniczenia. Jest kosztowna i dotyczy tylko kilku rodzajów nowotworów. Nie ma też zastosowania w przypadku guzów litych, które stanowią zdecydowaną większość nowotworów.
Odkryte przez badaczy z Uniwersytetu w Cardiff limfocyty T wyposażone są w nieznany dotąd typ receptora limfocytu T (TCR), który rozpoznaje i zabija większość rodzajów nowotworów u ludzi, ignorując przy tym zdrowe komórki.
TCR rozpoznaje molekułę obecną na powierzchni szerokiego zakresu komórek nowotworowych, ale także zdrowych komórek. Jest w stanie odróżnić komórki zdrowe od nowotworowych i atakuje jedynie te ostatnie. Stojący za odkryciem uczeni przyznali, że oznacza to nowe, ekscytujące możliwości immunoterapii.
Konwencjonalne limfocyty T sprawdzają powierzchnię innych komórek w celu znalezienia anomalii i wyeliminowania komórek nowotworowych, które wyrażają nieprawidłowe białka, ale ignorują komórki zawierające normalne białka. System przez nie stosowany rozpoznaje małe części białek komórkowych, które są związane z cząsteczkami na powierzchni komórki zwanymi ludzkim antygenem leukocytarnym (HLA). Limfocyty T na tej podstawie kwalifikują komórki do unicestwienia bądź nie.
Ale HLA różni się u poszczególnych osób, stąd konieczność personalizowania terapii CAR-T. I tu właśnie pojawia się nowe odkrycie. Nieznany dotąd TCR może rozpoznawać wiele rodzajów nowotworów za pomocą molekuły o nazwie MR1. MR1 jest podobna do HLA, ale w przeciwieństwie do niej, nie różni się między poszczególnymi osobami, co stwarza nadzieję na opracowanie immunoterapii uniwersalnej dla wszystkich.
Jak wykazali naukowcy z Cardiff, komórki odpornościowe wyposażone w nieznany wcześniej receptor zabijały komórki raka płuc, skóry, krwi, okrężnicy, piersi, kości, prostaty, jajnika, nerek i szyjki macicy, ignorując przy tym zdrowe komórki. Badacze dowiedli tego na ludzkich komórkach hodowanych w laboratorium.
Aby przetestować potencjał terapeutyczny nowo odkrytych komórek układu odpornościowego in vivo, naukowcy wstrzyknęli limfocyty T zdolne do rozpoznania MR1 myszom z nowotworami, które uprzednio zmodyfikowano genetycznie tak, by ich układ odpornościowy przypominał ludzki. Wyniki tych badań były - jak to określili uczeni - „zachęcające”, porównywalne z terapią CAR-T w modelu zwierzęcym.
Naukowcy z Uniwersytetu w Cardiff wykazali ponadto, że limfocyty T pacjentów z czerniakiem zmodyfikowane w celu wyrażenia nowego TCR mogą zniszczyć nie tylko komórki nowotworowe tego konkretnego pacjenta, ale także innych pacjentów, niezależnie od typu HLA.
- Mamy nadzieję, że ten nowy TCR otworzy nam drogę do opracowania terapii niszczących szeroką gamę nowotworów u wszystkich ludzi. Obecne terapie oparte na TCR mogą być stosowane tylko u mniejszości pacjentów chorych na niektóre rodzaje nowotworów. Celowanie w raka za pomocą limfocytów T zdolnych do rozpoznania MR1 jest ekscytującą możliwością. Niesie ze sobą perspektywę leczenia nowotworów uniwersalną terapią dla wszystkich – powiedział profesor Sewell. - Jeden typ komórek odpornościowych, który byłby w stanie zniszczyć wiele różnych rodzajów nowotworów u całej ludzkiej populacji? Wcześniej nikt nie wierzył, że to możliwe – dodał.
Obecnie trwają badania mające na celu określenie dokładnego mechanizmu molekularnego, za pomocą którego nowy TCR rozróżnia zdrowe komórki od komórek nowotworowych. Uczeni sądzą, że mechanizm ten może wykrywać zmiany w metabolizmie komórkowym. Zespół naukowców z Uniwersytetu w Cardiff ma nadzieję na pierwsze testy nowej immunoterapii u ludzi pod koniec tego roku. Jednak by do tego doszło konieczne są dalsze testy bezpieczeństwa.
Profesor Sewell powiedział, że istotnym aspektem trwających testów bezpieczeństwa jest upewnienie się, że wyjątkowo skuteczne w zabijaniu komórek nowotworowych limfocyty atakują tylko komórki chore. - Jest jednak wiele przeszkód do pokonania, jeśli jednak testy się powiodą, mam nadzieję, że za kilka lat będzie można zastosować nowe leczenie u pacjentów – powiedział.
Źródło: Cardiff University, fot. NIAID/Flickr/CC BY 2.0. Na zdjęciu limfocyt. Fotografia nieco poprawiona, wykonana skaningowym mikroskopem elektronowym