Ученые из Университета Бен-Гуриона в Негеве объявили недавно, что им удалось разработать наночип, который сможет стать прорывом в иммунотерапии онкозаболеваний.
«Сфера нанотехнологий начала активно развиваться около 20 лет назад», - рассказывает автор проекта профессор Марк Шварцман. – «В настоящее время эта область предлагает уникальные инструменты, которые стали незаменимыми для ученых. С их помощью мы можем изучать и создавать объекты размером всего 10 нанометров и даже меньше».
Соавтор исследования, профессор Анхель Поргадор, декан медицинского факультета БГУ объясняет, как этот инновационный проект может улучшить лечение рака: «Нам удалось понять, как размер и физическое расположение рецепторов на иммунных клетках влияют на то, как они «общаются» с другими клетками тела. В настоящее время понимание механизмов деятельности клеток в человеческом теле может быть направлено на борьбу с раком с помощью методов генной инженерии. Этот подход уже доказал свою результативность при лечении некоторых видов рака крови, но существует необходимость в разработке других методов, эффективных против других онкозаболеваний. Это требует более глубокого понимания того, как работает иммунная система. И здесь на помощь приходят нанотехнологии».
Лимфоциты (один из видов белых кровяных телец) выполняют роль своеобразных привратников нашей иммунной системы. Они перемещаются по телу вместе с кровью и знают, как отличить здоровые клетки от больных, которые могут стать злокачественными. Если клетка идентифицируется как больная (инфицированная вирусом или раковая) «патруль» уничтожает ее. Если клетка сигнализирует, что она здоровая, лимфоциты продолжают работать в обычном режиме.
Белые кровяные тельца имеют рецепторы – молекулы, которые умеют соединяться с другими молекулами подозрительных клеток (лигандами). Это помогает им отличать больные клетки от здоровых. Один тип рецепторов при соединении с лигандом сигнализирует лейкоциту атаковать подозрительную клетку, другой, называемый иммунной контрольной точкой, напротив сообщает о необходимости прекратить атаку и «спасти» клетку.
Эти сигналы позволяют иммунной системе выявлять патологические клетки и защищать от атаки здоровые. Однако раковые клетки нашли способ, как «обмануть» лимфоциты. На поверхности некоторых из них вырабатывается белок, называемый контрольной точкой. Он распознается иммунными клетками как сигнал «не атаковать». Сравнительно недавно были разработаны ингибиторы иммунных контрольных точек, которые позволили лимфоцитам распознавать и атаковать раковые клетки, маскирующиеся под здоровые. Это открытие и стало основой иммунотерапии рака.
Несмотря на огромное количество исследований в этой области, все еще остается несколько открытых вопросов, качающихся активности ингибиторов иммунных контрольных точек. Например: влияет ли расстояние между рецептором, сигнализирующим об атаке, и рецептором, сигнализирующим о спасении клетки, на подавление иммунного ответа? Если да, то как?
Используя нанолитографию, профессор Шварцман разработал уникальный чип с металлическими травлениями размером всего 10 нанометров. Затем исследователи прикрепили к нему оба типа лигандов. Расстояние между ними варьировалось контролируемым образом, чтобы к каждому рецептору могла присоединиться только одна молекула.
Команда ученых смогла подтвердить, что лимфоциты взаимодействовали с чипом так, как если бы это были раковые клетки, и пытались уничтожить его. Исследователи обнаружили, что расстояние между рецепторами оказывает сильное влияние на поведение лимфоцитов: чем дальше они друг от друга, тем более выражена реакция подавления атаки. Это противоречит преобладающему в научном сообществе мнению о том, что для подавления атаки рецепторы должны быть расположены близко друг к другу. По словам ученых, это открытие играет очень важную роль в разработке иммунотерапевтических методов лечения рака.
