Системе требуются два «ключа» – препарат Тамоксифен и синий свет – для активации CAR Т-клеток для связывания со своими мишенями. Всего одна клавиша удерживает ячейки в неактивном состоянии.
Исследователи протестировали свою систему на культурах живых клеток в качестве доказательства концепции. Их следующий шаг – провести тесты на опухолях у мышей.
«С нашей технологией мы можем лучше контролировать лечение CAR Т-лимфоцитами у пациентов и потенциально избегать неспецифического воздействия на органы и доброкачественные ткани», – сказал профессор биоинженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего Питер Инсяо Ван, соавтор исследования. Исследователи недавно опубликовали свою работу в ACS Synthetic Biology.
Т-клеточная терапия химерного антигенного рецептора (CAR) – новый многообещающий подход к лечению рака. Он включает сбор Т-клеток пациента и их генетическую инженерию для экспрессии на их поверхности специальных рецепторов, которые могут распознавать антиген на целевых раковых клетках. Затем сконструированные Т-клетки вводятся обратно пациенту, чтобы найти и атаковать клетки, на поверхности которых находится целевой антиген.
Этот подход хорошо зарекомендовал себя при некоторых типах рака крови и лимфомы.
Но главная проблема, как объясняет Ван, в том, что он может работать слишком хорошо. Многие целевые раковые антигены также экспрессируются на здоровых клетках, что может привести к атаке на важные органы, такие как сердце, легкие или печень.
Этот риск известен как «токсичность в отношении мишени, вне опухоли» и может быть опасным для жизни пациентов, получающих терапию CAR Т-клетками.
«Традиционные CAR Т-клетки всегда включены, что означает, что они непрерывно экспрессируют антиген-нацеливающий рецептор. Наш подход заключался в разработке Т-клеток, которые можно выборочно включить для экспрессии рецептора в определенном месте и в определенное время », – сказал Ван.
Ван и его коллеги сконструировали Т-клетки, которые активируются только после последовательности двух входов: лечение низкомолекулярным препаратом Тамоксифен с последующим воздействием коротких импульсов синего света низкой интенсивности. "Вероятность случайной активации будет крайне низкой, потому что вам нужны оба входа одновременно. «Лекарство заряжает клетки, а свет позволяет нам точно определять, где они активируются», – сказал Ван.
Изначально Т-клетки CAR находятся в режиме ожидания. Чтобы включиться, два конкретных белка (один вне ядра и один внутри) должны соединиться вместе, чтобы вызвать экспрессию антиген-нацеливающего рецептора. Лекарство Тамоксифен сначала связывается с одним из этих белков и помогает ему продвинуться в ядро, где ожидает другой белок.
Затем синий свет заставляет оба белка объединяться. Любые клетки, обработанные препаратом, но не подвергшиеся воздействию синего света, остаются в режиме ожидания.
Свет не может проникать глубоко в тело, поэтому Ван предполагает, что этот подход может быть полезен для лечения рака кожи, головы и шеи. Теперь он хочет сотрудничать с клиницистами в проведении тестов in vivo для лечения меланомы.