Utišavajući molekularni put koji sprečava makrofage da napadaju naše ćelije, inženjeri Univerziteta u Pensilvaniji su manipulisali ovim belim krvnim zrncima kako bi eliminisali čvrste tumore.
Rak ostaje jedan od vodećih uzroka smrti u SAD sa preko 600.000 smrtnih slučajeva godišnje. Rak koji formira čvrste tumore, kao što su dojke, mozak ili koža, posebno je teško lečiti. Hirurgija je obično prva linija odbrane za pacijente koji se bore protiv solidnih tumora. Ali operacija možda neće ukloniti sve ćelije raka, a preostale ćelije mogu mutirati i širiti se po celom telu. Ciljani i celovitiji tretman mogao bi da zameni grubi pristup hirurgiji onim koji eliminiše rak iznutra koristeći naše sopstvene ćelije.
Denis Dišer, Robert D. Bent profesor hemijskog i biomolekularnog inženjerstva i postdoktorski saradnik Lari Duling pružaju novi pristup u ciljanoj terapiji karcinoma solidnog tumora u svojoj studiji, objavljenoj u Nature Biomedical Engineering. Njihova terapija ne samo da eliminiše ćelije raka, već uči imuni sistem da ih prepozna i ubije u budućnosti.
„Zbog fizičkih svojstava čvrstog tumora, izazovno je dizajnirati molekule koji mogu ući u ove mase“, kaže Dišer. „Umesto stvaranja novog molekula koji će obaviti posao, predlažemo korišćenje ćelija koje ‘jedu’ napadače – makrofage.
Makrofagi, vrsta belih krvnih zrnaca, odmah gutaju i uništavaju – fagocitiraju – napadače kao što su bakterije, virusi, pa čak i implanti da bi ih uklonili iz tela. Urođeni imuni odgovor makrofaga uči naša tela da pamte i napadaju ćelije koje invaziju u budućnosti. Ovaj naučeni imunitet je neophodan za stvaranje vrste vakcine protiv raka.
Ali, makrofag ne može da napadne ono što ne može da vidi.
„Makrofagi prepoznaju ćelije raka kao deo tela, a ne osvajače“, kaže Duling. „Da bismo omogućili ovim belim krvnim zrncima da vide i napadaju ćelije raka, morali smo da istražimo molekularni put koji kontroliše komunikaciju između ćelije. Isključivanje ovog puta — interakcija kontrolne tačke između proteina zvanog SIRPa na makrofagu i proteina CD47 pronađen na svim ‘samim’ ćelijama – bio je ključ za stvaranje ove terapije.“
Konstruisani makrofagi su testirani na „tumoroidima“, konglomeratima ćelija melanoma miša u pločama za kulturu. Makrofagi su se kooperativno skupljali oko ćelija raka, razdvajali ih i progresivno uništavali tumor.
Kada su testirane in vivo, konstruisane ćelije su uspele da eliminišu tumore kod 80% miševa. Važno je da je eliminacija tumora pokrenula adaptivni imuni odgovor. Nedeljama kasnije, antitelo imunoglobulina G protiv raka se povećalo.
Ova konstruisana terapija makrofagima najbolje funkcioniše u kombinaciji sa postojećom terapijom antitelima. Jednog dana, pacijenti će možda moći da se oslone na ove konstruisane ćelije da eliminišu čvrste tumore, kao i potrebu za budućim tretmanima.
Terapija makrofagima može biti ključ za vakcinu protiv raka, uništavajući ćelije raka i podučavajući telo da uništava nove ćelije raka u budućnosti – menjač igre u borbi protiv raka.
Više članova u laboratoriji za biofizičko inženjerstvo koju vodi Dennis Discher, uključujući ko-vodećeg autora i postdoktorskog saradnika Jasona Andrechaka i dr. student Brandon Haies, doprineo je ovoj studiji.
