Пультик для лимфоцитов
Группа американских исследователей разработала инновационный подход к использованию механогенетики – области науки о влиянии физических сил и изменений механических свойств клеток и тканей на экспрессию генов. Целью работы было манипулирование генами на расстоянии. Для возбуждения Т-лимфоцитов ученые применили ультразвук, а затем преобразовали механические сигналы для управления экспрессией целевых генов.
В данном исследовании демонстрируется использование ультразвукового дистанционного управления Т-клетками, продуцирующими химерный антигенный рецептор (chimeric antigen receptor, CAR). CAR – это белок, который обеспечивает распознавание и уничтожение раковых клеток Т-лимфоцитами.
Т-лимфоциты с CAR имеют механодатчики и генетически преобразуемые модули, которые можно дистанционно активировать ультразвуком посредством усилением подвижности микропузырьков.
Схема ультразвуковой активации клетки и экспрессии гена
Клеточная терапия CAR-Т-лимфоцитами в настоящее время становится основным подходом для лечения рака. Тем не менее, остаются проблемы, которые нужно преодолеть для широкого распространения этого типа иммунотерапии. Например, неспецифическое нацеливание CAR-Т-лимфоцитов на незлокачествекнные ткани может быть опасной для жизни пациента. Данное исследование поможет повысить точность и эффективность CAR-Т-лимфоцитов в борьбе с сОлидными опухолями, минимизируя повреждение здоровых тканей.
Группа включала исследователей из Инженерной школы Якобса, Института инженерии в медицине Калифорнийского университета в Сан-Диего, Университета Южной Калифорнии и Онкологического центра в Нью-Йорке. Они обнаружили, что микропузырьки, конъюгированные со стрептавидином, могут быть размещены на поверхности клетки с механочувствительными пьезо-1-ионными каналами. Под воздействием ультразвуковых волн микропузырьки начинают вибрировать и стимулируют таким образом пьезоионные каналы пропускать ионы кальция внутрь клетки.
Это запускает цепь процессов, в том числе, активацию кальциневрина, дефосфорилирование NFAT (ядерного фактора активации Т-клеток) и транслокацию его в ядро. Перемещение NFAT в ядро клетки вызывает генетические преобразования, приводящие к экспрессии гена, ответственного за синтез CAR. В итоге Т-лимфоциты приобретают способность распознавать и уничтожать раковые клетки.
Статья Yijia Pan et al. Mechanogenetics for the remote and non-invasive control of cancer immunotherapy опубликована в журнале PNAS.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам UC San Diego News Center: Researchers Develop a Remote-Controlled Cancer Immunotherapy System.