Новое исследование подчеркивает потенциал искусственных структур ДНК, которые при оснащении антителами инструктируют иммунную систему целенаправленно нацеливаться на раковые клетки.
Иммунотерапия рассматривается как исключительно перспективное оружие в борьбе с раком. По сути, цель состоит в том, чтобы активировать иммунную систему организма таким образом, чтобы она выявляла и уничтожала злокачественные клетки . Однако разрушение должно быть максимально эффективным и специфичным, чтобы не повредить здоровые клетки.
Группа исследователей из LMU, Мюнхенского технического университета (TUM) и Helmholtz Munich опубликовала новое исследование в Nature Nanotechnology, в котором они представили многообещающий метод разработки определяемых пользователем агентов, которые могут делать именно это.
«Центральным элементом является крошечное шасси из свернутых нитей ДНК, которые могут быть специально оснащены любыми антителами», — объясняет профессор Себастьян Кобольд, один из основных авторов. В больнице Мюнхенского университета его команда исследовала воздействие новых субстратов как in vitro, так и in vivo.
Использование ДНК-оригами для рекрутирования Т-клеток
Этот новый класс агентов, придуманных «программируемыми Т-клеточными активаторами» (PTE), создан с помощью ДНК-оригами, нанотехнологии, в которой самосворачивающиеся нити ДНК собираются в структуру, заранее смоделированную на компьютере. Их конструкция позволяет прикреплять различные антитела в четырех позициях.
С одной стороны добавляются антитела, которые специфически связываются с определенными опухолевыми клетками, а с другой – антитела, распознаваемые Т-клетками иммунной системы. Затем Т-клетки уничтожают отмеченные клетки. «Этот подход позволяет нам производить все виды различных PTE и адаптировать их для получения оптимальных эффектов», — говорит доктор Адриан Готтшлих, один из ведущих авторов исследования.
«Теоретически возможны бесконечные комбинации, что делает PTE очень многообещающей платформой для лечения рака». Ученые произвели 105 различных комбинаций антител для исследования, протестировав их in vitro, чтобы увидеть, насколько конкретно они прикрепляются к клеткам-мишеням и насколько успешно они рекрутируют Т-клетки. Комбинации могут быть созданы модульным способом и без предшествующей очень трудоемкой оптимизации антител.
Команда смогла доказать, что более 90% раковых клеток были уничтожены через 24 часа. Чтобы выяснить, работает ли это также в живых организмах, профессор Кобольд и его коллеги исследовали, распознают ли PTE и вызывают разрушение раковых клеток в опухоленосных организмах. «Мы смогли доказать, что наши PTE, сделанные из структур ДНК-оригами, также работают в естественных условиях», — говорит Готтшлих.
Универсальный и определяемый пользователем
Готшлих объясняет, что благодаря возможности одновременного введения различных антител на опухолевые клетки можно воздействовать гораздо точнее. Также легче контролировать активацию иммунной системы. Это увеличивает перспективы успешного лечения рака за счет более точного различения больных и здоровых клеток и, таким образом, минимизации побочных эффектов. В свете модульного характера технологий ДНК-оригами, адаптируемости и высокой степени адресуемости исследователи ожидают, что может быть разработан широкий спектр сложных и даже логически управляемых платформ иммунотерапии.
Ученые ТУМ д-р Клаус Вагенбауэр, д-р Бенджамин Кик, д-р Йонас Функе и профессор Хендрик Дитц — все они входят в число основателей Plectonic Biotech GmbH, которая хочет и дальше развивать и продавать технологию, лежащую в основе PTE. Себастьян Кобольд говорит: «Мы считаем, что наши результаты позволят провести клинические испытания ДНК-нанотехнологий и продемонстрируют потенциал биомолекулярных инженерных стратегий на основе ДНК-оригами для медицинских приложений».
