Инновационный подход к борьбе с раковыми опухолями предложила в недавнем исследовании группа ученых из Concordia, представляющая факультеты биологии и физики. Этот метод использует микропузырьки, управляемые ультразвуком — технологию, которая уже нашла широкое применение в медицинской визуализации и доставке лекарств внутрь организма.
В статье, опубликованной в журнале Frontiers in Immunology, ученые описывают, как ультразвук способен изменять поведение Т-клеток, которые борются с раком, путем повышения их клеточной проницаемости. Они также изучили, как это может повлиять на высвобождение более 90 видов цитокинов — сигнальных молекул, которые играют ключевую роль в иммунном ответе.
Как работает этот метод?
Исследователи использовали сфокусированные ультразвуковые лучи и микропузырьки с контрастным веществом, которые прошли клинические испытания. Под воздействием ультразвука пузырьки начинают вибрировать с высокой частотой, что приводит к воздействию на стенки мембран Т-клеток. Это имитирует естественную реакцию Т-клеток на присутствие антигена. В результате Т-клетки начинают выделять важные сигнальные молекулы, которые обычно сдерживаются агрессивной микросредой опухоли. Сам процесс не повреждает клетки.
«Мы объединяем использование ультразвука и микропузырьков для модуляции иммунологии головного мозга с быстро развивающейся областью иммунотерапии рака, которая основана на применении наших собственных иммунных клеток для борьбы с онкологическими заболеваниями», — говорит Брэндон Хелфилд, доцент кафедры биологии и физики и главный автор статьи.
Этот подход напрямую связан с одной из ключевых проблем, возникающих при естественной реакции организма на рак. Она заключается в том, что опухоль способна подавлять активность Т-клеток, препятствуя выработке цитокинов и других важных белков, как только они попадают внутрь.
«Микропузырьки могут восстановить активность клеток, которые были выключены внутри опухоли», — говорит Ана Баэз, ведущий автор статьи, кандидат медицинских наук. «Этот процесс поможет им выделять белки, необходимые для роста новых иммунных клеток и клеток крови, что создает положительную обратную связь».
Исследователи обнаружили, что изменения в секреции цитокинов зависят от времени. В течение 48 часов количество цитокинов увеличилось в 0,1–3,6 раза по сравнению с клетками, которые не подвергались обработке. Кроме того, они заметили, что когда ультразвук делает клеточные мембраны более проницаемыми, количество высвобождаемых цитокинов в целом уменьшается.
Какие перспективы?
Хотя результаты лабораторных экспериментов пока являются предварительными, авторы исследования полны надежд, что эта работа углубит их понимание различных механизмов, с помощью которых химические вещества в иммунной системе организма борются с раком. Они также верят, что это направление исследований позволит улучшить и дополнить существующие методы лечения рака и клеточную терапию.
«Возможно, мы также сможем включить в лечение противораковые препараты, которые воздействуют на опухоль», — добавляет Баэз. «Методика абсолютно неинвазивна, поэтому мы всегда можем повторить её».
Davindra Singh, Stephanie He, Mehri Hajiaghayi, Fatemeh Gholizadeh и Peter Darlington внесли свой вклад в это исследование.
Эта работа была поддержана Канадской программой исследовательских кафедр, Обществом по изучению рака и Канадскими институтами медицинских исследований (CIHR).
Подпишитесь на канал, чтобы узнавать о новых открытиях и изобретениях в области здоровья.