NK-клетки обладают способностью к самостоятельному распознаванию и уничтожению раковых клеток, но для эффективной атаки им требуется продолжительный контакт с целевой клеткой. Исследователи из Китая модифицировали NK-клетки, интегрировав в их структуру полимерные выросты, имитирующие «руки», что позволило усилить адгезию к опухолевым клеткам и повысить эффективность уничтожения раковых клеток иммунной системой.

Естественные киллеры, известные также как NK-клетки, являются частью врожденной иммунной системы и способны уничтожать инфицированные и злокачественные клетки без предварительной сенсибилизации к конкретным антигенам. Механизм действия заключается в приближении NK-клетки к цели и формировании зоны интенсивного контакта, через которую высвобождаются гранулы, приводящие к гибели опухоли.

После этого клетка-киллер может отделиться и перейти к атаке следующей мишени. Однако часто взаимодействие с раковыми клетками оказывается слишком кратковременным и неустойчивым, что приводит к преждевременному разрыву контакта до того, как в опухоль будет доставлено достаточное количество разрушительных гранул. В результате некоторые попытки атаки оказываются безуспешными.

Ранее исследователи предпринимали попытки решения данной проблемы, например, демонстрируя возможность повышения активности NK-клеток посредством дополнительного синтетического рецептора. Тем не менее, для этого требуется сложная и недостаточно изученная трансформация всей системы функционирования NK-клетки.

Китайские ученые предложили инновационный подход к усилению активности NK-клеток, предполагающий оснащение их специальными «руками». На поверхности этих клеток были закреплены длинные полимерные структуры, содержащие множество участков для связывания с галектином-3 – белком, распространенным на поверхности и в окружении многих злокачественных новообразований. Эти полимеры функционируют как дополнительные гибкие элементы, обеспечивающие одновременное взаимодействие с несколькими молекулами галектина-3, что способствует более прочному удержанию NK-клетки рядом с целевой клеткой. Описание результатов исследования было опубликовано в журнале Nature Communications.

Данное механическое усиление существенно изменяет характер клеточного взаимодействия. Проведенные эксперименты продемонстрировали, что модифицированные NK-клетки демонстрируют более продолжительный контакт с опухолевыми клетками. Это приводит к перестройке иммунологического синапса и интенсификации выброса содержимого цитотоксических гранул в сторону мишени, что повышает эффективность уничтожения злокачественных клеток a-NK.

Авторы исследования характеризуют этот процесс как переход от модели «прикосновение и бег» к концепции «поцелуя смерти», при котором контакт между клетками поддерживается достаточно долго для осуществления полноценной атаки.

В дополнение к этому, исследователи разработали новый метод доставки модифицированных иммунных клеток, используя полимерный пластырь с короткими выростами. Этот пластырь был помещен в полость после удаления опухоли молочной железы у мышей. Первоначально он обеспечивал быстрое высвобождение дексаметазона, что позволяло подавить выраженное послеоперационное воспаление, способное негативно влиять на функциональность введенных иммунных клеток. После этого пластырь постепенно высвобождал модифицированные a-NK в область, где потенциально могли сохраниться отдельные опухолевые клетки.

Данный метод адресной доставки оказывал влияние на предотвращение рецидива новообразования после хирургического вмешательства. Важно отметить, что механизм действия заключался не только в уничтожении остаточных раковых клеток посредством NK-клеток. В ходе исследования было зафиксировано вовлечение адаптивного иммунитета: a-NK привлекали дополнительные иммунные компоненты к очагу опухоли, способствуя обеспечению более продолжительной защиты от повторного развития болезни.