Инъекционный гидрогель обучает иммунную систему предотвращать рецидивы глиобластомы
Глиобластома является наиболее агрессивной и распространенной первичной злокачественной опухолью головного мозга у взрослого населения. Продолжительность жизни составляет всего 15-17 месяцев после постановки диагноза, а пятилетняя выживаемость - 5%. Действительно, этот рак почти всегда рецидивирует после лечения. Основная причина этого заключается в том, что хирургам невозможно удалить все стволовые клетки опухоли, которые затем могут сохраниться в мозге. Задача нынешнего исследования — исправить это. Недавно американские ученые создали новый инъекционный гидрогель для предотвращения рецидива глиобластомы после операции, обучив иммунную систему охотиться на остаточные раковые клетки. Это открытие позволяет надеяться на создание местной терапевтической стратегии.
Глиобластома — это рак, который развивается в головном или спинном мозге. Это наиболее агрессивная форма астроцитомы, разновидности глиомы, которая возникает из глиальных клеток, называемых астроцитами. Эти клетки поддерживают и защищают нейроны — нервные клетки мозга.
Как объясняет в пресс-релизе Куаньинь Ху, доцент кафедры фармацевтических наук Школы фармации Университета Висконсин-Мэдисон и ведущий автор исследования: "Характерной особенностью глиобластомы является то, что опухолевые клетки очень агрессивны и проникают в окружающие ткани. Поэтому хирург не может четко почувствовать границы между опухолью и нормальной тканью, и вы не можете удалить как можно больше, потому что все ткани мозга чрезвычайно важны — вы, конечно, не хотите удалить слишком много. Таким образом, опухоль вернется, а это значительно снижает выживаемость после лечения".
Недавно Куаньинь Ху и его коллеги разработали гидрогель, который стимулирует иммунную систему пациентов. Его можно вводить в мозг после операции, чтобы уничтожить оставшиеся раковые стволовые клетки. Их результаты опубликованы в журнале .
Гидрогель, повышающий иммунитет
С практической точки зрения, команда создала гидрогель, который можно вводить в полость мозга, оставшуюся после удаления опухоли. Гидрогелевый метод доставки хорошо работает, поскольку он полностью заполняет полость мозга, затем медленно высвобождает лекарство в окружающие ткани и способствует противораковому иммунному ответу.
Поэтому гидрогель наполнен наночастицами, предназначенными для проникновения и перепрограммирования определенных типов иммунных клеток, называемых макрофагами. Эти иммунные клетки обычно уничтожают инфекционные агенты в организме. Но в опухолевой среде они могут трансформироваться в форму, которая подавляет иммунную систему и способствует росту рака. А из-за воспаления, оставшегося после операции, эти макрофаги, отклоняясь от своей первоначальной цели, стекаются к месту операции, что может способствовать рецидиву рака.
Ху говорит: "Мы хотим воспользоваться преимуществами этих макрофагов и превратить их из врагов в союзников. Изменяя среду опухоли, мы вызываем изменения в макрофагах, так что они больше не способствуют росту рака, а ищут остаточные клетки, оставшиеся после операции, и уничтожают их. Таким образом, они стимулируют адаптивный противоопухолевый иммунный ответ, локально и в долгосрочной перспективе".
Для достижения своей цели исследователи включили в состав гидрогеля наночастицы, несущие гены CAR (химерный антигенный рецептор — искусственно созданный), которые специфичны для остаточных раковых клеток. Эти наночастицы могут модифицировать макрофаги таким образом, чтобы они нацеливались на гликопротеин CD133, являющийся маркером раковых стволовых клеток. Команда Ху также добавила антитело CD47, которое блокирует сигнал раковых клеток, чтобы побудить макрофаги распознать их как нечто, подлежащее уничтожению.
Таким образом, доклинические результаты на мышиных моделях показывают, что лечение гидрогелем успешно генерировало специфические для стволовых клеток глиомы CAR-макрофаги - по сути, создавая иммунные клетки in situ для нацеливания и уничтожения любых персистирующих стволовых клеток глиомы.
Следующим шагом Ху будет испытание гидрогеля на более крупных животных моделях, а также мониторинг долгосрочной эффективности и токсичности после первоначального периода в четыре-шесть месяцев.
Ху подчеркивает: "Нам предстоит проделать еще много работы, прежде чем это потенциально может быть переведено в клиническую практику, но мы убеждены, что это очень перспективный подход, позволяющий дать новую надежду пациентам с глиобластомой, чтобы они могли восстановиться после операции. Мы надеемся, что сможем сделать свою работу по продвижению этой технологии в клинику".
Терапевтический подход также может быть применен к другим агрессивным доброкачественным опухолям, таким как рак молочной железы, который, как известно, рецидивирует, поскольку он использует преимущества макрофагов в послеоперационных областях и позволяет генерировать макрофаги, специфичные для остаточных клеток рака in situ, без дальнейшей инвазивной хирургии.
А ранее в этом году та же команда разработала биоразлагаемый гель, который также улучшает способность иммунной системы держать рак на расстоянии после хирургического удаления опухолей. На самом деле, гель, испытанный на мышах, высвобождает специальные препараты и антитела, которые одновременно уничтожают макрофаги, способствующие развитию рака, в месте хирургического вмешательства и активируют Т-клетки для атаки рака.
В свете этих результатов авторы делают вывод: "Это дает надежду на предотвращение рецидива глиобластомы. Мы доказываем, что они могут фактически уничтожить эти стволовые клетки глиомы, что в конечном итоге может предотвратить возвращение глиобластомы. Мы можем значительно повысить выживаемость".