Специалисты из Массачусетского технологического института (MIT) представили метод модификации иммунных клеток непосредственно внутри тела для противодействия онкологическим процессам и аутоиммунным расстройствам. В ходе экспериментов на грызунах данная технология обеспечила полное исчезновение новообразований в ряде лабораторных моделей и снизила степень поражения печени при аутоиммунном гепатите. Ключевым преимуществом новой методики является отказ от необходимости извлечения иммунных клеток для их модификации в лабораторных условиях.

Основой разработки послужило использование естественных киллеров (NK-клеток) – компонентов иммунной системы, способных уничтожать опухолевые и инфицированные вирусами клетки. Ученые создали липидные наночастицы, предназначенные для доставки в NK-клетки матричной РНК (мРНК), содержащей инструкции по синтезу специфических белков — химерных антигенных рецепторов (CAR). После получения данных рецепторов иммунные клетки начинают идентифицировать определенные цели и воздействовать на них.

Для обеспечения доставки мРНК исследователи модифицировали поверхность наночастиц, покрыв их фрагментами антител, способными связываться с рецепторами на поверхности NK-клеток. В ходе экспериментов на грызунах удалось перепрограммировать приблизительно 80% целевых иммунных клеток посредством данной технологии.

Эффективность разработанной методики была оценена в ряде моделей онкологических заболеваний. У мышей с быстро прогрессирующей меланомой полная ремиссия наблюдалась у трех из пяти животных, которым были введены наночастицы. В другой экспериментальной модели, имитирующей Т-клеточную лимфому человека, опухоли исчезли после проведения пяти инъекций. Полученный результат оказался сопоставимым с традиционным подходом, предполагающим предварительную модификацию NK-клеток в лаборатории с последующим возвращением их в организм.

В ходе испытаний технология была применена на мышах, страдающих аутоиммунным гепатитом. При данном недуге иммунные Т-лимфоциты ошибочно направляют свои атаки против здоровых клеток печени, что приводит к воспалению и повреждению тканей органа. После однократного введения наночастиц перепрограммированные NK-клетки успешно уничтожали Т-лимфоциты, ответственные за развитие заболевания, способствуя восстановлению поражённых участков печени.

Разработанный подход потенциально способен существенно облегчить процесс создания клеточных лекарственных средств. В рамках стандартной CAR-терапии требуется извлечение иммунных клеток из крови пациента, их генетическая модификация, последующее размножение в лабораторных условиях и повторное введение обратно. Данная процедура сопряжена с временными затратами, необходимостью использования специализированного оборудования и значительными финансовыми расходами. Прямая доставка мРНК непосредственно в организм может позволить отказаться от ряда этих этапов.

В будущем планируется использовать данную методику для борьбы с различными опухолями, вызванными Т-клеточными патологиями, а также с аутоиммунными заболеваниями, такими как рассеянный склероз и ревматоидный артрит. Тем не менее, на данный момент результаты получены лишь в рамках доклинических исследований. Вопросы безопасности и эффективности перепрограммирования NK-клеток непосредственно в организме человека требуют дальнейшего изучения.

Исследование опубликовано в журнале Nature Biotechnology.