Naučnici sa Stanford Medicine su otkrili da kada transformišu ćelije raka u imune ćelije, mogu da nauče druge imune ćelije kako da napadaju rak.
Slično kao što neki gradovi bore protiv bandi pomoću bivših članova koji edukuju decu i uskraćuju bandama nove članove, naučnici sa Stanforda su uradili nešto slično sa rakom – promenili su ćelije raka tako da nauče imunološki sistem tela da se bori protiv raka iz kojih su te ćelije nastale.
“Ovaj pristup bi mogao da otvori potpuno novi terapijski pristup u lečenju raka”, rekao je Ravi Majeti, MD, PhD, profesor hematologije i glavni autor studije. Studija je objavljena 1. marta u časopisu Cancer Discovery. Glavni autor je Miles Linde, PhD, bivši doktorant iz imunologije, sada na Fred Hutchinson Cancer Institute u Sijetlu.
Neke od najboljih terapija raka koriste sopstveni imunološki sistem pacijenta za napad na rak, često tako što se zaustavljaju kočnice na imunološkim odgovorima na rak ili podučavanjem imunološkog sistema da prepoznaje i napada rak snažnije. T ćelije, deo imunološkog sistema koji uči da prepozna i napadne nove patogene, kao što su virusi, mogu da budu obučene da prepoznaju specifične antigene raka, koji su proteini koji izazivaju imunološki odgovor.
Na primer, u CAR T-ćelijskoj terapiji, T ćelije se uzimaju od pacijenta, programiraju da prepoznaju specifični antigen raka, a zatim vraćaju pacijentu. Ali postoji mnogo antigena raka, a lekari nekada moraju da nagađaju koji su najmoćniji.
Slično kao imunološki odgovor
Bolji pristup bio bi obučavanju T ćelija da prepoznaju rak putem procesa koji više liče na prirodne procese u telu – poput načina na koji vakcina podučava imunološki sistem da prepozna patogene. T ćelije uče da prepoznaju patogene jer posebne ćelije koje prezentuju antigen (APC) sakupljaju delove patogena i prikazuju ih T ćelijama na način koji im govori: “Evo kako patogen izgleda – uhvati ga.”
T ćelije (T limfociti) su vrsta imunoloških ćelija koje igraju važnu ulogu u zaštiti organizma od infekcija i raka. One se proizvode u timusu, maloj žlezdi koja se nalazi u grudnom košu, i mogu prepoznati i napasti inficirane ili oštećene ćelije u telu. T ćelije imaju sposobnost da prepoznaju specifične proteine (antigene) na površini zaraženih ćelija i da se aktiviraju kako bi uništile te ćelije. Postoji nekoliko vrsta T ćelija, uključujući ubice (citotoksične) T ćelije, pomoćne T ćelije i regulatorne T ćelije, koje zajedno igraju ključnu ulogu u zaštiti organizma od bolesti.
Nešto slično u slučaju raka bilo bi da APC-ovi sakupljaju mnoge antigene koji karakterišu ćelije raka. Na taj način, umesto da su T ćelije programirane da napadaju jedan ili nekoliko antigena, obučene su da prepoznaju mnogo antigena raka i veća je verovatnoća da će pokrenuti višestruki napad na rak.
Sada kada su istraživači postali vešti u transformisanju jedne vrste ćelija u drugu, Majeti i njegove kolege su naslutili da ako bi transformisali ćelije raka u vrstu APC-a nazvanu makrofage, one bi prirodno bile sposobne da poduče T ćelije šta treba da napadaju.
“Hipotezirali smo da bi rak preprogramiran u ćelije makrofaga mogao da stimuliše T ćelije jer te APC-ove nose sve antigene ćelija raka iz kojih su nastale”, rekao je Majeti, koji je takođe profesor RZ Cao, pomoćni direktor Instituta za biologiju matičnih ćelija i regenerativnu medicinu i direktor Ludwig Centra za istraživanje i medicinu matičnih ćelija raka.
Konverzija ćelija
Studija se oslanja na prethodna istraživanja iz laboratorije Majeti koja su pokazala da se ćelije pacijenata sa vrstom akutne leukemije mogu pretvoriti u neleukemične makrofage sa mnogim svojstvima APC-a.
U sadašnjoj studiji, istraživači su programirali mišje ćelije leukemije tako da neke od njih mogu da se pretvore u APC-e. Kada su testirali svoju strategiju vakcine protiv raka na mišjem imunološkom sistemu, miševi su uspešno eliminisali rak.
“Kada smo prvi put videli podatke koji pokazuju eliminaciju leukemije kod miševa sa funkcionalnim imunološkim sistemom, bili smo oduševljeni”, rekao je Majeti. “Nismo mogli da verujemo da je funkcionisalo toliko dobro koliko jeste.”
Drugi eksperimenti su pokazali da su ćelije stvorene od ćelija raka zaista delovale kao APC-ovi koji su senzibilisali T ćelije na rak. “Štaviše, pokazali smo da se imunološki sistem sećao onoga što su ove ćelije naučile”, rekao je Majeti. “Kada smo ponovo uveli rak ovim miševima više od 100 dana nakon početnog ubrizgavanja tumora, i dalje su imali snažan imunološki odgovor koji ih je štitio.”
“Pitali smo se, ako ovo funkcioniše kod leukemija, da li će to takođe funkcionisati i kod čvrstih tumora?” rekao je Majeti. Tim je testirao isti pristup koristeći mišje fibrosrakome, rak dojke i rak kostiju. “Transformacija ćelija raka iz čvrstih tumora nije bila tako efikasna, ali smo i dalje videli pozitivne rezultate”, rekao je Majeti. Kod sva tri raka, stvaranje APC-ova iz tumora dovelo je do značajno poboljšanog preživljavanja.
Na kraju, istraživači su se vratili na originalnu vrstu akutne leukemije. Kada su APC-i koji su se dobili od ćelija leukemije pacijenata izloženi T ćelijama istog pacijenta, uočene su sve reakcije koje bi se očekivale ako su APC-i zaista podučavali T ćelije kako da napadaju leukemiju.
“Pokazali smo da reprogramirane tumorske ćelije mogu da dovedu do dugotrajnog i sistemskog napada na rak kod miševa i sličnog odgovora kod imunoloških ćelija pacijenata”, rekao je Majeti. “U budućnosti bismo mogli da uzmemo tumorske ćelije, transformišemo ih u APC-e i vratimo ih pacijentima kao terapijsku vakcinu protiv raka.”
“Na kraju krajeva, možda bismo mogli da ubrizgamo RNK u pacijente i transformišemo dovoljan broj ćelija da aktiviramo imunološki sistem protiv raka, a da ne moramo prvo uzimati ćelije”, rekao je Majeti. “To je naučna fantastika u ovom trenutku, ali to je pravac kojim smo zainteresovani da idemo.”
Ovo istraživanje podržali su sredstva Ludwig Foundation for Cancer Research, Emerson Collective Cancer Research Fund, New York Stem Cell Foundation, Stinehart-Reed Foundation, Leukemia and Lymphoma Society, J. Benjamin Eckenhoff Fund, Blavatnik Family Fellowship, Deutsche Forschungsgemeinschaft, Knut and Alice Wallenberg Foundation, Stanford Human Biology Research Exploration Program, Nacionalni instituti za zdravlje (grant F31CA196029), Američko društvo hematologije, A.P. Giannini Fondacija i Stanford Cancer Institute.
Reference:
- Linde M, Diamantopoulos PT, Ancevski Hunter K, et al. Reprogramming leukemia cells into antigen-presenting cells using macrophage fusion strategies. Cancer Discov. 2023;13(3):380-393. doi: 10.1158/2159-8290.CD-22-0265.
- Stanford Medicine News Center. Stanford Medicine scientists transform cancer cells into weapons against cancer. Stanford Medicine. Published March 1, 2023. Accessed May 4, 2023. https://med.stanford.edu/news/all-news/2023/03/cancer-hematology.html
