דמיינו עולם שבו תאי החיסון שלכם הופכים לגיבורי על הנלחמים בסרטן. זו ההבטחה של טיפול בתאי CAR-T, טיפול פורץ דרך שכבר מציל חיים.
בטיפול זה נאספים תאי החיסון של המטופלים עצמם, מהונדסים גנטית כך שהם מכוונים ספציפית לתאים סרטניים, ואז מוחזרים לגוף. התוצאה היא אופציה חדשה וחזקה למאבק בסרטן הדם. עם זאת, כמו בכל מסע גיבורי על, תהליך רתימת הכוח המדהים הזה מגיע עם סט אתגרים משלו.
מכשול אחד כזה: השיטות הנוכחיות להפעלת תאי T אינן דומות מספיק לסביבה הטבעית שבה הם מקיימים אינטראקציה עם אוכלוסיית מפתח אחרת של תאי חיסון -; קשר חיוני להפעלת תאי T ולהגברת יכולתם להילחם בסרטן.
באחרונה טבע ננוטכנולוגיה מחקר, צוות UCLA חשף כלי רב עוצמה להתגבר על מגבלה זו. הפלטפורמה החדשה שלהם משלבת חומר גמיש בשם תחמוצת גרפן עם נוגדנים כדי לחקות מקרוב את האינטראקציות הטבעיות בין תאי מערכת החיסון. החוקרים מצאו כי חיקוי זה מראה יכולת גבוהה לעורר תאי T להתרבות, תוך שמירה על הרבגוניות והעוצמה שלהם.
ההתקדמות עשויה להפוך את הטיפול בתאי CAR-T ליעיל ונגיש יותר, תוך כדי התקדמות של טיפולים מתפתחים אחרים.
הממשק שלנו מגשר על הפער בין המעבדה לתנאים בפועל בתוך הגוף, ומאפשר לנו לקבל תובנות רלוונטיות הרבה יותר לתהליכים ביולוגיים בעולם האמיתי. מעבר לטיפולים בתאי T, אנו יכולים ליישם את הטכנולוגיה הזו במגוון תחומים כולל הנדסת רקמות ורפואה רגנרטיבית".
יו הואנג, הפרופסור להנדסה של טראוגוט ודורותיאה פרדקינג בבית הספר להנדסה סמואלי ב-UCLA וחבר במכון קליפורניה לננו-סיסטמס ב-UCLA (CNSI), מחבר שותף מתכתב
החוקרים עיגנו שני נוגדנים ספציפיים על תחמוצת גרפן. במשך 12 ימים, הפלטפורמה שלהם אפשרה עלייה של פי 100 בהרחבת תאי T בתרבית של תאי דם. הטכנולוגיה גם שיפרה את היעילות של הנדסת תאי חיסון, והובילה לעלייה של פי חמישה בייצור תאי CAR-T בהשוואה לתהליך הסטנדרטי. הצוות גם זיהה מספר מסלולים ביוכימיים חיוניים לאיתות ותפקוד תאי T שהופעלו על ידי הטכנולוגיה שלהם, המאפשרים את הגידול בצמיחה וביעילות.
סכמטיות ותמונות מיקרוסקופיה אלקטרוניות מראים כיצד טכנולוגיית UCLA מחקה באופן הדוק אינטראקציות טבעיות חשובות בין תא ה-T לבין סוג מפתח אחר של תאים חיסוניים, פעולה שעשויה לשפר טיפול פורץ דרך בסרטן הדם.
"פיתחנו גישה חדשה ומלהיבה להגברת היעילות של טיפולים בתאי T", אמרה המחברת המתכתבת לילי יאנג, פרופסור למיקרוביולוגיה, אימונולוגיה וגנטיקה מולקולרית במכללת UCLA, וכן חברה ב-Eli ו Edythe Broad Center של רפואה מתחדשת וחקר תאי גזע ב-UCLA (BSCRC) ושל UCLA Health Jonsson Comprehensive Cancer Center. "השיטה שלנו שיפרה את העוצמה והיעילות של תאים אלה בדרכים שלא היו אפשריות בשיטות מסורתיות. זה חשוב במיוחד עבור טיפול בתאי CAR-T, שבו החוזק והשגשוג של תאי T עושים הבדל משמעותי בתוצאות המטופלים".
כיום, החלק המבוסס על המעבדה של יצירת תאי CAR T דורש תוספת של גורם חיסוני ספציפי הנקרא אינטרלוקין-2 אוטוקריני, או IL-2. החוקרים גילו שהפלטפורמה שלהם עוררה ייצור של IL-2, מה שעשוי להפוך את התוספת הזו למיותרת.
"התרגשנו מאוד כשגילינו שהשיטה שלנו יכולה להתגבר על התלות בתוספי IL-2 חיצוניים", אמר עמית פוסט-דוקטורט באוניברסיטת UCLA Enbo Zhu, המחבר הראשון של המחקר. "אישרנו שהתכנון הרציונלי שלנו לחיקוי אינטראקציה אימונולוגית חשובה נמצא במסלול הנכון. זה מעודד אותנו לצלול עמוק יותר לפיתוח היישומים שלו בטיפול בתאי CAR-T".
הסופר הראשון, ג'יאג'י (ויקטור) יו, שקיבל דוקטורט מ-UCLA ב-2021, הוסיף: "עבודה זו הייתה תלויה בשיתוף פעולה חוצה-תחומי, מיזוג תחומי האימונולוגיה, מדעי החומרים והנדסת החומרים, ננוטכנולוגיה וביו-הנדסה. עם עבודת צוות כמו זו. , כמו גם חדשנות, התמדה ומחויבות עמוקה למציאת דרכים טובות יותר להילחם בסרטן, אנחנו בונים עתיד שבו כוחות על מהונדסים גנטית נמצאים לא רק בספרי קומיקס – הם נמצאים בבתי החולים שלנו, מצילים חיים."
מחברי המחקר האחרים הם יאן-רואיד לי, פייאנג מא, יו-צ'ן וואנג, יאנג ליו, מיאו לי, יו ג'ונג קים, יצ'ן ז'ו, זואי האן, יאנג ג'ואו, ג'יימס בראון, יוצ'ונג ג'אנג, מתאו פלגריני וצונג. Hsiai, כל UCLA.
המימון הראשוני למחקר זה סופק על ידי Eli and Edythe Broad Center לרפואה רגנרטיבית וחקר תאי גזע ב-UCLA ובמכון NanoSystems של קליפורניה ב-UCLA Planning Award.