Иммунная система человека умеет распознавать и атаковать раковые клетки. Одну из первых линий защиты составляют макрофаги — особые белые кровяные клетки, название которых переводится с греческого примерно как «большие пожиратели».
И это название хорошо описывает их работу. Макрофаги действительно могут поглощать опасные клетки, включая раковые. Более того, внутри опухолей они способны подавать сигнал «съешь меня», включая в борьбу другие части иммунной системы, например T-клетки.
Именно поэтому макрофаги давно интересуют исследователей рака. Но до сих пор новые методы терапии не могли полностью раскрыть их потенциал.
Теперь команда ученых под руководством специалистов из Университета Южной Калифорнии, похоже, нашла важный ключ. Исследователи научились генетически изменять в лаборатории клетки, из которых в итоге образуются макрофаги. Их называют клетками-предшественниками макрофагов.
Это не стволовые клетки. Но у них есть важная особенность: при правильных условиях они могут снова и снова создавать копии самих себя.
Биолог Ци-Лун Ин из Университета Южной Калифорнии объясняет, что долгое время считалось: длительное самообновление в кроветворной системе в основном свойственно стволовым клеткам, из которых могут возникать разные типы клеток крови и иммунитета. Но новое исследование показало, что клетки-предшественники тоже способны делиться много раз, сохраняя свою идентичность и способность производить работающие иммунные клетки.
Это может дать ученым масштабируемую основу для создания клеточной терапии против рака, инфекционных заболеваний и, возможно, других состояний.
Один из самых известных примеров такой терапии — CAR-T. При этом методе у пациента берут T-клетки, генетически изменяют их так, чтобы они лучше атаковали рак, а затем возвращают обратно в организм.
Некоторые версии CAR-T уже показали впечатляющие результаты и заметно продлевали жизнь пациентов в клинических испытаниях. Но лучше всего этот подход работает при раке крови. Против твердых опухолей он пока менее эффективен.
С макрофагами ситуация сложнее. Обычно это самые многочисленные иммунные клетки внутри раковой опухоли, но их труднее изменять в лаборатории. Их также сложно выращивать вне организма в достаточном количестве, а еще трудно замораживать и долго хранить.
Но идея терапии CAR-M, похожей на CAR-T, только с использованием макрофагов вместо T-клеток, по-прежнему остается перспективной.
Решением могут стать предшественники макрофагов — гранулоцитарно-моноцитарные предшественники, или GMP. Используя GMP мышей и человека, Ин и его коллеги выяснили, какие именно условия нужны этим клеткам для роста. Они подбирали сложную смесь химических веществ и давали ее клеткам на очень конкретных этапах.
Цель в том, чтобы получить почти неограниченный запас GMP, который в будущем можно будет использовать для иммунотерапии рака.
В лаборатории генетически измененные GMP смогли создавать мощные CAR-M-клетки. Когда такие выращенные в лаборатории GMP вводили мышам с раком крови и твердыми опухолями, исследователи увидели, что клетки-предшественники производят стабильный поток макрофагов и других иммунных клеток.
В отличие от обычных введенных макрофагов, GMP распространялись по телу животных и замедляли развитие рака как в крови, так и в твердых опухолях.
Биолог Рави Маджети из Стэнфордского университета, участвовавший в работе, считает, что этот метод расширения и инженерии GMP открывает путь ко многим практическим применениям, подобно тому, как раньше это произошло с выращиванием и изменением T-клеток. По его словам, ученые уже показали, что такие клетки можно программировать на несколько мощных функций, но многое еще предстоит изучить.
Многие годы исследователи пытались понять, какие T-клетки лучше всего подходят для CAR-T-терапии. Новая работа предлагает другой взгляд: возможно, эффективнее воздействовать не только на зрелые иммунные клетки, а на более раннюю стадию их развития.
По словам Ина, будущее иммунотерапии может зависеть не только от создания более точных CAR-рецепторов, но и от выбора правильной стадии развития клетки.
Исследование опубликовано в журнале Cell.
