Группа ученых представила новую методику лечения раковых опухолей, основанную на использовании микропузырьков под ультразвуковым контролем. Этот метод, уже широко применяемый в медицинской визуализации и доставке лекарств, может значительно повысить эффективность борьбы с онкологическими заболеваниями.
Исследователи из Конкордии предложили новый метод борьбы с раком
В исследовании, опубликованном в журнале Frontiers in Immunology, ученые описали процесс, при котором ультразвук используется для модуляции поведения Т-клеток, борющихся с раком. Они изучили, как ультразвук влияет на проницаемость клеточных мембран Т-клеток и высвобождение более 90 видов цитокинов — сигнальных молекул, критически важных для иммунного ответа.
Исследователи использовали свежевыделенные иммунные клетки человека и микропузырьки контрастного вещества, одобренные для клинического применения. Под воздействием ультразвука микропузырьки вибрируют с высокой частотой, что приводит к растяжению клеточных мембран Т-клеток. Этот процесс имитирует естественный ответ Т-клеток на присутствие антигена, стимулируя их к секреции жизненно важных сигнальных молекул. При этом клетки остаются неповрежденными.
«Мы объединяем ультразвук и микропузырьки для модуляции иммунной системы мозга, что соответствует современным тенденциям в иммунотерапии рака», — отметил Брэндон Хелфилд, научный сотрудник кафедры биологии и физики, автор исследования.
Одним из ключевых аспектов исследования является борьба с проблемой, возникающей при естественной реакции организма на рак — способностью опухоли дезактивировать Т-клетки, подавляя их способность вырабатывать цитокины и другие важные белки.
«Микропузырьки могут реактивировать выключенные клетки внутри опухоли», — сообщила Ана Баэз, научный сотрудник, ведущий автор исследования. «Этот процесс способствует высвобождению белков, необходимых для роста дополнительных иммунных клеток и клеток крови, создавая петлю положительной обратной связи».
Исследователи установили, что изменения в секреции цитокинов зависят от времени. Количество цитокинов увеличилось от 0,1 до 3,6 раз по сравнению с необработанными клетками за 48 часов. При этом было обнаружено, что увеличение проницаемости клеточных мембран приводит к снижению количества выделяемых цитокинов.
Хотя исследование проводилось только в лабораторных условиях, его результаты могут значительно углубить понимание механизмов использования химических веществ в иммунной системе для борьбы с раком. Ученые также надеются, что этот метод станет дополнением к существующим методам лечения и клеточной терапии.
«Мы уже применяем микропузырьки в клинических целях для визуализации», — подчеркнул Хелфилд, заведующий кафедрой исследований молекулярной биофизики в здравоохранении человека уровня II в Канаде. «В будущем мы сможем использовать ультразвук для терапевтических целей, активируя Т-клетки только в тех областях, где это необходимо».
«Возможно, мы также сможем включить противораковые препараты в лечение, нацеленные на опухоль», — добавила Баэз. «Этот метод абсолютно неинвазивен, поэтому его можно применять многократно».
Литература:
Ana Baez et al, Immunomodulation of human T cells by microbubble-mediated focused ultrasound, Frontiers in Immunology (2024). DOI: 10.3389/fimmu.2024.1486744