Обратимые генетические переключатели могут обеспечить более точный контроль над иммунотерапией рака
Международная исследовательская группа разработала генетический переключатель, который активирует иммунные клетки при борьбе с опухолями. Эта технология позволяет контролировать активацию терапевтических генов в CAR-T клетках в ответ на сигналы от раковых клеток.
Генетический переключатель, активирующий иммунные клетки в процессе борьбы с опухолями, — это новая стратегия, разработанная международной исследовательской группой под руководством Велии Сицилиано из Итальянского института технологий (IIT) в Неаполе и описанная в журнале Nature Communications. Исследование представляет еще один шаг на пути к разработке точных и более эффективных синтетических иммунотерапий против твердых опухолей, таких как меланома и рак молочной железы.
Международное сотрудничество объединяет группу Сицилиано в IIT в Неаполе, Университет Эдинбурга и Институт иммунотерапии Лейбница (LIT) в Регенсбурге, комбинируя дополнительную экспертизу в синтетической биологии, иммунологии и искусственном интеллекте.
Иммунотерапия на основе Т-клеток является одной из наиболее перспективных стратегий против рака, но исследователи работают над точным контролем их активности и долгосрочной эффективности после циркуляции в организме. Раковые клетки могут быть весьма устойчивы, ослабляя действие Т-клеток.
Исследования Сицилиано направлены на улучшение генетически модифицированных Т-клеток, известных как CAR-T клетки, благодаря цепям синтетической биологии, которые придают иммунным клеткам специфические свойства. В этом последнем исследовании Сицилиано и ее команда разработали новую технологию, которая вводит переключатель в CAR-T клетки, контролируя активацию терапевтических генов только когда клетки получают специфические биологические сигналы от раковых клеток.
"Синтетическая биология позволяет нам модифицировать иммунные клетки, чтобы сделать их более эффективными. В этом исследовании мы добавили своего рода переключатель, который включает и выключает Т-клетки как лампочки, когда они контактируют с раковыми клетками, активируя программы, поддерживающие их действие. Когда опухоль больше не присутствует, эти переключатели отключаются, предотвращая побочные эффекты", — объясняет Сицилиано, руководитель лаборатории синтетической и системной биологии для биомедицины в центре IIT в Неаполе.
Переключатель состоит из коротких отрезков ДНК, известных как синтетические промоторы, которые контролируют активацию добавленного гена, когда Т-клетка находится рядом с раковой клеткой. CAR-T клетки могут распознавать опухолевые антигены, триггирующие переключатель, который, в свою очередь, активирует добавленный ген.
Для проверки того, как это работает, исследователи связали один из этих переключателей с геном, производящим флуоресцентный белок. Наблюдая свет, излучаемый белком, они смогли отследить переключатель, включающийся, выключающийся и снова включающийся.
В будущем вместо флуоресцентного белка переключатель можно будет связать с производством терапевтического вещества, позволяя контролировать его высвобождение в ответ на состояние клетки. Такой подход позволит исследователям разработать клетки, высвобождающие терапевтические молекулы только тогда, когда они необходимы, снижая риск побочных эффектов и повышая эффективность терапии. Технология готова к тестированию в сотрудничестве с клиническими иммунологами.