Τα δισεκατομμύρια κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος που μας προστατεύουν από ασθένειες κάνουν καταπληκτικά πράγματα, αλλά μερικές φορές χρειάζονται λίγη ώθηση. Για δεκαετίες, οι επιστήμονες προσπαθούν να βρουν τρόπους για να κατασκευάσουν ζωντανά κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος για την καλύτερη καταπολέμηση επιθετικών ασθενειών, όπως ο καρκίνος. Μια μεγάλη, σχετικά πρόσφατη πρόοδος στην καταπολέμηση του καρκίνου είναι η θεραπεία με CAR T-cell, μια θεραπεία που περιλαμβάνει την τροποποίηση των ανοσοκυττάρων που ονομάζονται Τ κύτταρα, μικροσκοπικές μονάδες παραγωγής ενέργειας που αναλαμβάνουν λοιμώξεις.
Οι επιστήμονες έχουν βρει έναν τρόπο να αφαιρέσουν τα Τ κύτταρα από το αίμα ενός ατόμου, να εισάγουν ένα ειδικό είδος γονιδίου που ονομάζεται υποδοχέας, το οποίο συνδέεται με τα καρκινικά κύτταρα και να μεταφέρει τα τροποποιημένα Τ κύτταρα πίσω στον ασθενή. Αυτός ο τύπος υποδοχέα – ένας χιμαιρικός υποδοχέας αντιγόνου ή CAR – είναι προσαρμοσμένος για να ταιριάζει με τον συγκεκριμένο καρκίνο που στοχεύεται και έχει βρεθεί ότι είναι αποτελεσματικός για τη θεραπεία ορισμένων τύπων καρκίνου, ιδιαίτερα της λευχαιμίας. Μόλις τα κύτταρα CAR-T εισέλθουν ξανά στην κυκλοφορία του αίματος, αρχίζουν να αναπαράγονται και αρχίζουν τον αγώνα τους.
«Είναι πολύ συναρπαστική τεχνολογία», λέει ο Wilson Wong, αναπληρωτής καθηγητής βιοϊατρικής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο της Βοστώνης, ο οποίος μελετά τα κύτταρα CAR-T για περισσότερα από 10 χρόνια. Αλλά υπάρχουν προβλήματα με την ασφάλεια, λέει, που μπορεί να κάνουν τη θεραπεία εξαιρετικά επικίνδυνη. Κατά καιρούς, τα κύτταρα CAR-T υπερδιεγείρουν το ανοσοποιητικό σύστημα, το οποίο πυροδοτεί την απελευθέρωση μιας ουσίας που ονομάζεται κυτοκίνη. Αυτό μπορεί να προκαλέσει μια δυνητικά θανατηφόρα φλεγμονώδη κατάσταση γνωστή ως σύνδρομο απελευθέρωσης κυτοκίνης.
Άλλες σοβαρές επιπλοκές μπορεί να περιλαμβάνουν νευρολογικές δυσκολίες ή άλλα όργανα του σώματος που στοχοποιούνται εσφαλμένα από τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος. Για να καταστήσουν αυτή την πρωτοποριακή θεραπεία λιγότερο επικίνδυνη για τους ασθενείς, ο Wong και μια ομάδα ερευνητών εργάζονται για να δημιουργήσουν έναν διακόπτη ασφαλείας ενσωματωμένο στο σχέδιο των κυττάρων CAR-T. Σε μια νέα εργασία στο Cancer Cell, οι ερευνητές αποκαλύπτουν έναν νέο τύπο κυττάρου CAR-T που μπορεί να ενεργοποιηθεί ή να απενεργοποιηθεί, καθιστώντας δυνατή τη διακοπή της ενεργοποίησης των κυττάρων πριν εμφανιστούν σοβαρές παρενέργειες.
Το νέο τους σύστημα ονομάζεται VIPER CAR-T κύτταρα. Το VIPER — το οποίο σημαίνει Ευέλικτο Ρυθμιζόμενο ProtEase — τα κύτταρα έχουν κατασκευαστεί έτσι ώστε να μπορούν να ελέγχονται δίνοντας στον ασθενή ένα αντιικό φάρμακο που διαταράσσει τη δραστηριότητα του κυττάρου, μειώνοντας τις ανησυχίες για την ασφάλεια που έρχονται με τα παραδοσιακά αυτοκίνητα. “Βλέπουμε αυτό ως την επόμενη γενιά αυτού του τύπου θεραπείας”, λέει ο Wong. Σε όλα τα κύτταρα CAR-T, μέρος του υποδοχέα προεξέχει από την κυτταρική μεμβράνη, ενώ μέρος του βρίσκεται μέσα στο κύτταρο. Το τμήμα που κολλάει έξω από τη μεμβράνη συνδέεται με καρκινικά αντιγόνα, τα οποία στη συνέχεια ενεργοποιούν το Τ κύτταρο και καταστρέφουν το καρκινικό κύτταρο.
Τα κύτταρα VIPER CAR-T έχουν μια ειδική αλυσίδα πρωτεΐνης που εισάγεται δίπλα στον υποδοχέα. Οι ερευνητές δημιούργησαν δύο διαφορετικά συστήματα—ένα που είναι ενεργοποιημένο τη στιγμή που τα VIPER CAR μεταφέρονται πίσω σε έναν ασθενή και ένα που απενεργοποιείται. Τα δύο συστήματα λειτουργούν ελαφρώς διαφορετικά, αλλά μπορούν και τα δύο να απενεργοποιηθούν ή να ενεργοποιηθούν από τον ασθενή που παίρνει ένα εγκεκριμένο από την FDA φάρμακο που χρησιμοποιείται συνήθως για τη θεραπεία της ηπατίτιδας C.
«Αυτό είναι το πιο συναρπαστικό μέρος αυτής της μελέτης, ότι τα αντιικά είναι ήδη εγκεκριμένα από τον FDA», λέει ο Huishan Li, επικεφαλής συγγραφέας της εργασίας και μεταδιδακτορικός συνεργάτης στο εργαστήριο του Wong και στο Khalil Lab. Όταν χορηγείται, το μόριο του φαρμάκου αλληλεπιδρά με την εισαγόμενη πρωτεϊνική αλυσίδα, ξεκινώντας μια σειρά αντιδράσεων στο κύτταρο για να το απεμπλακεί ή να ενεργοποιηθεί, ανάλογα με το σύστημα που χρησιμοποιείται.