Стволовые клетки помогут бороться с онкологическими заболеваниями

Учёные из UCLA разработали уникальную технологию дифференцировки индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (иПСК) в зрелые Т-лимфоциты, способные уничтожать опухолевые клетки.

Метод основан на применении искусственно созданного органоида тимуса в качестве имитации естественной среды развития Т-лимфоцитов из гемопоэтических стволовых клеток.

Т-лимфоциты (Т-клетки) — это клетки иммунной системы, которые борются с инфекциями, но также имеют потенциал для уничтожения раковых клеток. Возможность создания их из самообновляющихся иПСК с помощью методики учёных UCLA поможет в создании новых подходов в иммунотерапии онкологии и, возможно, стимулирует дальнейшие исследования Т-клеточной терапии вирусных инфекций, таких как ВИЧ, и аутоиммунные заболевания.

Среди наиболее многообещающих аспектов этого метода можно отметить то, что он может сочетаться с технологией редактирования генов для создания практически неограниченных запасов Т-лимфоцитов, которые могут использоваться большим количеством пациентов без необходимости использования собственных Т-клеток.

Исследование, которое было опубликовано 17 января 2019 года в журнале Cell Stem Cell, возглавила доктор Гей Крукс (Gay Crooks), профессор лаборатории патологии, лабораторной медицины и педиатрии и со-директор Центра регенеративной медицины и исследования стволовых клеток Илайа и Эдит Броад при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research at UCLA).

Т-клеточная терапия, включая CAR T-клеточную терапию, показала большие перспективы в лечении некоторых видов рака. Современные методы состоят из нескольких этапов: сбора Т-клеток у пациента; при помощи генной инженерии изменение их рецепторов, которые помогают узнавать и уничтожать раковые клетки; трансплантация клеток обратно пациенту.

Однако такие Т-лимфоциты не всегда функционируют должным образом, лечение довольно дорогостоящее, поскольку оно адаптировано индивидуально под каждого пациента, и у некоторых онкологических больных бывает недостаточное количество Т-клеток для прохождения такого курса лечения.

Поэтому метод, который позволит производить Т-лимфоциты без необходимости их получения от пациентов, является важным шагом к созданию более доступной и эффективной техники Т-клеточной терапии.

«Нас очень вдохновило начало работы с плюрипотентными стволовыми клетками», — говорит Крукс. «Надеюсь, что в будущем мы сможем объединить данную технику с использованием инструментов редактирования генов для создания «готовых» Т-клеточных методов лечения, которые более доступны для пациентов».

Другие исследовательские группы добились лишь частичного успеха в попытках создания Т-лимфоцитов, используя методы, которые включают совместное культивирование иПСК со слоем поддерживающих клеток. Однако Т-клетки, полученные в предыдущих исследованиях, не созрели до полностью функциональных Т-лимфоцитов.

Крукс и её команда ранее продемонстрировали, что трехмерная структура искусственного органоида тимуса позволяет зрелым Т-клеткам развиваться из взрослых стволовых клеток крови. Они предположили, что это также сработает для создания зрелых Т-клеток из иПСК.

«Трёхмерная структура искусственного органоида тимуса, по-видимому, обеспечивает правильные поддерживающие сигналы и среду, необходимую для полноценного развития зрелых Т-клеток», — сказала она.

В работе использовались два различных источника плюрипотентных стволовых клеток: полученные из пожертвованных для исследований эмбрионов и созданные с помощью перепрограммирования в эмбриональное состояние взрослых клеток кожи или крови. Эксперимент продемонстрировал, что Т-лимфоциты, полученные из обоих источников, одинаково эффективно созревают в органоиде тимуса.

Исследователи также продемонстрировали, что они могут генетически проектировать плюрипотентные стволовые клетки для экспрессии рецептора Т-клеток, нацеленного на рак. А также, используя органоиды тимуса, создавать Т-лимфоциты, способные обнаруживать и убивать опухолевые клетки у мышей.

«Как только мы создадим генетически отредактированные линии иПСК, которые могут производить в искусственных органоидах тимуса Т-клетки, специфические для опухолей, мы сможем вырастить бесконечное количество стволовых клеток этих линий», — сказала Амели Монтель-Хаген (Amélie Montel-Hagen), первый соавтор исследования и научный сотрудник проекта в лаборатории Крукс.

Неограниченный запас Т-лимфоцитов, способных бороться с различными типами опухолей, станет важным поворотным моментом для лечения рака.