Ученые разработали метод быстрого обнаружения потенциальных соединений, стимулирующих противоопухолевую активность в Т-лимфоцитах.
Т-лимфоциты, они же Т-клетки, отвечают за распознавание и уничтожение угрозы организму. Они атакуют как внешнего врага, такого как бактерии и вирусы, так и внутреннего, например опухолевые клетки. При развитии рака пролиферация и функционирование Т-лимфоцитов нарушаются, они становятся дисфункциональными — или «истощенными».
Один из способов лечения рака — активно развивающаяся сейчас иммунотерапия — основан на способностях Т-клеток. Они должны распознать противника и помочь уничтожить его. Соответственно, основная задача — оживить эти лимфоциты, подобрав для этого наиболее эффективную комбинацию препаратов. Метод, который предлагают ученые, позволяет перебирать вероятные соединения очень быстро: авторы уже обнаружили 19 работающих соединений, обработав 12 тысяч возможных вариантов.
«Этот новый метод скрининга должен быть особенно полезным, потому что мы можем использовать его не только для идентификации соединений, которые восстанавливают необходимую функцию истощенных Т-клеток, но еще для быстрого анализа, чтобы определить, как эти соединения воздействуют на них», — поясняет старший автор работы доктор Майкл Олдстоун.
Подход, описанный учеными из Научно-исследовательского института Скриппса в исследовании, опубликованном в Cell Reports, может также помочь восстановить ответы Т-клеток на постоянные инфекции, вызванные вирусами или другими патогенными микроорганизмами. Он ускорит разработку новых методов иммунотерапии рака и инфекционных заболеваний. Некоторые из этих методов можно будет комбинировать с существующими иммунотерапевтическими препаратами для усиленного совместного эффекта.
Новый метод поиска веществ, пробуждающих ослабевшие Т-лимфоциты, основан на работе команды авторов и их коллег на протяжении последних десятилетий. Вначале на модельных животных изучили, как иммунная система реагирует на вирус лимфоцитарного хориоменингита (LCMV). Уникальный вариант LCMV, известный как «клон-13», истощает вирус-специфические Т-клетки. Он добивается непрерывного течения инфекции, усиливая сигналы через рецепторы Т-клеток, такие как PD-1 и IL-10. Таким же способом, «отключая» Т-лимфоциты, обеспечивают себе комфортную среду раковые клетки.
Иммунотерапия блокирует передачу сигналов от PD-1 или аналогичных рецепторов, что позволяет Т-клеткам «прийти в себя» и снова бороться с опухолевыми очагами. Благодаря этому иммунотерапия может быть очень эффективна, причем там, где не справляются химио- и радиотерапевтические методы. Однако сейчас это лечение не работает одинаково хорошо для всех видов онкологических заболеваний, потому ученые предполагают, что рак может угнетать множественные пути ингибирования Т-клеток. Это говорит о том, что комбинация иммунотерапии, направленной на разные молекулярные пути, может быть действеннее, чем текущий тип терапии.
Фармакологически активные соединения с малыми молекулами могут работать лучше, чем существующие современные иммунотерапевтические препараты для инъекций антител, или дополнять их. Авторы статьи говорят, что новый метод позволит найти максимальное количество лекарств и комбинаций.
Система скрининга, которую они предлагают, использует Т-клетки, которые были истощены клоном-13 LCMV, и отслеживает в них признаки возобновленной активности. Эта активность регистрируется (или нет) в ответ на применение тестируемого соединения. Преимущество новой системы скрининга в том, что она специфична и высоко автоматизирована. Таким образом, тысячи соединений могут быть проверены в течение нескольких дней, а уже позже отобранные «хиты» тестируются на модельных животных. Самые успешные затем проверяются в исследованиях, где их эффективность оценивают в терапии пациентов-людей.
Олдстоун отмечает, что новый подход может принести пользу не только в области лечения онкологических заболеваний. Он достаточно гибок, чтобы адаптироваться для поиска соединений, оказывающих другой тип воздействия на Т-клетки. Например, можно будет искать те, что ослабляют активность Т-лимфоцитов: это поможет обнаруживать действующие вещества для лечения аутоиммунных состояний.
В предыдущих исследованиях ученые из Центра медицинских исследований имени Джонса Хопкинса выяснили, что подавление метаболизма глутамина может помочь в борьбе с раком. Их коллеги из Канады разработали имплантат, который защитит женщин от заражения ВИЧ половым путем.