![]() |
Пациенты с меланомой — наиболее распространенной формой рака кожи, при которой клетки, вырабатывающие пигмент, начинают расти, выходя из-под контроля, — могут получить пользу от существующих иммунотерапевтических препаратов, но далеко не все из них это делают. Более 50% пациентов не отвечают на современные иммунотерапевтические препараты, а среди тех, кто первоначально отвечает, многие становятся устойчивыми к их действию. Таким образом, помимо разработки более эффективных иммунотерапевтических препаратов, врачам необходимо уметь определять, какие пациенты хорошо реагируют на них в начале лечения, а какие продолжают или перестают реагировать, чтобы принимать оптимальные решения о лечении. Поскольку раковые поражения кожи у больных меланомой легко доступны, эффективным способом их уничтожения может стать местное применение иммунотерапии, а не системное введение ее в кровь. Кроме того, мониторинг реакции иммунной системы на терапию непосредственно в месте расположения опухоли путем чувствительного и непрерывного измерения различных биомаркеров, сигнализирующих о предполагаемой активации иммунных клеток и желательной воспалительной реакции, мог бы обеспечить более качественное и персонализированное лечение пациентов. Теперь группа исследователей из Института Уисса при Гарвардском университете, Массачусетского технологического института и Женской больницы Бригама в Бостоне разработала новый подход, объединяющий минимально инвазивную и безболезненную платформу микроигл, способную поглощать окружающую клетки жидкость, содержащую биомаркеры, из глубоких слоев кожи, и сверхчувствительный метод обнаружения одиночных молекул (Simoa), который позволяет выявлять зачастую редкие, но важные биомаркеры с большей чувствительностью, чем традиционные методы. Исследователи доказали правильность своего подхода на мышиной модели меланомы, на которой проводилось лечение раковых образований с помощью новой терапии. Терапия действует локально на опухолевые поражения, сочетая неинвазивный фокусированный ультразвук (FUS), который генерирует тепло в месте опухоли для мгновенного уничтожения опухолевых клеток, и доставку ранее разработанного активатора белка, вызывающего воспаление, известного как стимулятор генов интерферона (STING), связанного с наночастицами. Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Functional Materials.
Артци также является адъюнкт-профессором медицины Гарвардской медицинской школы (HMS) и главным научным сотрудником Института медицинской инженерии и науки Массачусетского технологического института. Иммунотерапия на местном уровнеАртци и ее группа впервые разработали локальную иммунотерапию меланомы, в которой были использованы некоторые из ранее внедренных ими методов и знаний. В своей недавней публикации, опираясь на известный факт, что активация вызывающего воспаление белка STING способствует гибели опухолевых клеток, они сообщили о значительно более эффективном способе активации этого белка в иммунных клетках. Естественные активаторы (агонисты) STING недостаточно стабильны в организме и должны вводиться в высоких дозах, что также может вызывать побочные эффекты. Группа решила доставить несколько копий синтетического агониста STING, называемого синтетическим циклическим динуклеотидом (CDN), с помощью наночастиц (NP), которые легко преодолевают плазматическую мембрану и с помощью специально разработанной ферментативной реакции высвобождают свой груз внутри клеток. Этот терапевтический препарат CDN-NP может быть непосредственно введен в раковые опухоли кожи или рядом с ними для дополнительного повышения концентрации препарата в опухоли.
Дахис, научный сотрудник стартапа BioDevek, выполнял дипломную работу по исследованию вместе с Артци под руководством соавтора Хаима Ажари, доктора философии, профессора Израильского технологического института Technion и эксперта в области медицинской визуализации. Команда впервые показала, что лечение фокусированным ультразвуком (FUS), который кратковременно и на небольших участках повышает температуру до 60°C, потенцирует эффект лечения CDN-NP в совместных культурах иммунных и раковых клеток в блюде и в опухолях меланомы у мышей, которых они лечили этой комбинацией. Важно отметить, что через 60 дней после лечения все животные, получавшие только FUS-терапию, погибли, в то время как 75% животных, получавших только CDN-NP-терапию, были живы — комбинированное лечение позволило выжить 100% животных в их группе. Исследование биомаркеров кожиЧтобы выяснить, отражаются ли преимущества комбинированной терапии в плане выживаемости на уровне биомаркеров в месте расположения опухоли, что в будущем может позволить отслеживать ответные реакции у пациентов, получающих иммунотерапию, группа Артци ранее разработала новый тип малоинвазивных микроигл из гиалуроновой кислоты, которые в принципе могут быть использованы для одновременной доставки лекарств и определения биомаркеров. Эти устройства проникают в нижние (дермальные) слои кожи, где полимер сталкивается с жидкостью, окружающей клетки кожи, так называемой интерстициальной жидкостью кожи (ISF), и, подобно губке, впитывает ее в ничтожных количествах.
Однако, хотя исследователи увидели, что FUS явно добавляется к иммунному ответу, вызванному CDN-NP в опухолях, многие биомаркеры, представляющие интерес, включая гены, включаемые активированным белком STING, были едва различимы или вообще не обнаруживались с помощью обычных методов. Чтобы преодолеть это препятствие, группа Артци объединила свои усилия с группой сотрудника основного факультета Wyss Дэвида Уолта, доктора философии, который ранее разработал технологию Simoa, обладающую сверхчувствительными возможностями обнаружения биомаркеров. По сути, Simoa позволяет исследователям захватывать интересующий их белок-биомаркер с помощью специфической молекулы антитела, связанной с магнитной бусиной, размер которой намного больше размера самого антитела. Затем связанный белок с помощью второго детекторного антитела «сэндвичится» в отдельных лунках многолуночного планшета, в каждую из которых может поместиться только одна магнитная бусина. Детекторное антитело мечено ферментом, который генерирует флуоресцентный сигнал в лунке. Таким образом, Simoa позволяет вести цифровой подсчет отдельных белков-биомаркеров на уровне одной молекулы, что значительно превосходит чувствительность обычно используемых методов детекции. Соавтор Тал Гильбоа, доктор философии, из группы Уолта разработал четыре анализа Simoa для обнаружения молекул, экспрессия которых активируется STING: интерферона-b (IFN-b), MCP-1 и KC, которые привлекают иммунные клетки к опухолям, а также общего маркера воспаления интерлейкина-6 (IL-6). Это позволило исследователям обнаружить эти биомаркеры в образцах ИФН, извлеченных микроиглами, с чувствительностью, в 100-1000 раз превышающей чувствительность обычно используемых анализов, и эти измерения совпали с параллельными измерениями тех же биомаркеров в образцах крови, проведенными Симоа.
«Замечательная технология микроигл, разработанная в лаборатории Артци и содержащая инженерные наноструктуры, в принципе позволяет одновременно доставлять лекарственные препараты и брать микропробы — совершенно новая концепция тераностики, которая представляет собой идеальное, неинвазивное и комплексное решение для лечения меланомы», — сказал Уолт, который также является профессором биологической инженерии Хансйорга Уисса в Гарвардской медицинской школе (HMS), профессором патологии в больнице Brigham and Women's Hospital и профессором Медицинского института Говарда Хьюза (HHMI). Уолт вместе с соавтором Рашди Ахмадом, доктором философии, руководит работой Wyss Diagnostic Accelerator, целью которой является сокращение сроков проведения крайне необходимой диагностики в различных областях заболеваний, включая рак.
21.08.2023 |
Здоровье
![]() | |
Front. Aging Neurosci: Поведение в новом пространстве может подсветить деменцию | |
Пространственная навигация — способ... |
![]() | |
Obesity: Физическая активность по вечерам снижает уровень сахара в крови | |
Согласно новому исследованию, опубликованному ... |
![]() | |
EHJ-CI: Нарушенный кровоток может повредить стенку расширенной аорты | |
Аномальный кровоток в аорте связан с ... |
![]() | |
iScience: Ученые впервые объяснили механизм потери памяти после инсульта | |
Когда мы узнаем |
![]() | |
Разработан алгоритм ИИ, который обнаруживает редкие эпилептические припадки | |
Более 3,4 миллиона человек в США и&n... |
![]() | |
Sleep: Умные термостаты помогут исследовать сон в домашних условиях | |
Новое исследование, которое будет представлено... |
![]() | |
Brain: Ученые распутали механизм дупликации гена при болезни Шарко — Мари — Тута | |
Болезнь Шарко-Мари-Тута, — группа н... |
![]() | |
Найдена связь между исцелением от апноэ и профилактикой разводов | |
Новое исследование, результаты которого будут ... |
![]() | |
Neurology: Жалобы на память могут указывать на биологические изменения в мозге | |
Исследователи обнаружили, что сообщения п... |
![]() | |
Heliyon: Ученые нашли виновника тяжелых отравлений благодаря новому методу ПЦР | |
Новый метод ПЦР в реальном времени м... |
![]() | |
Nature Communications: Появилось новое объяснение, почему COVID сжигает легкие | |
В некоторых тяжелых случаях COVID-19 легкие по... |
![]() | |
Nature Biomedical Engineering: Рак можно лечить с помощью межклеточных посланий | |
Исследователям из Каролинского института ... |
![]() | |
Heart Rhythm: Ученые рапортуют об отличных итогах лечения фибрилляции предсердий | |
Фибрилляция предсердий является наиболее распр... |
![]() | |
Nature Communications: Белки в крови находят рак на 7 лет раньше врачей | |
В ходе двух исследований, проведенных в О... |
![]() | |
Nature Human Behavior: Мы запоминаем то, что не в силах объяснить | |
Человеческий мозг фильтрует поток впечатлений,... |
![]() | |
Nature Microbiology: Неэффективность прививки от кори для кесарят выше в 2,6 раз | |
Исследование Кембриджского университета, Велик... |
![]() | |
Environmental and Molecular Mutagenesis: У пожарных повышен риск рака простаты | |
У пожарных может быть повышенный риск развития... |
![]() | |
Nature Biomedical Engineering: Лимфоузлы станут маркерами эффективности вакцин | |
Вакцина из биоматериала стимулирует и&nbs... |
![]() | |
Многокомпонентная липидная эмульсия улучшает развитие мозга у недоношенных детей | |
У недоношенных детей, получавших многокомпонен... |
![]() | |
Biological Psychiatry: Омега-6 снижает риск развития биполярного расстройства | |
Генетическая предрасположенность к более ... |
![]() | |
ESCMID: Ученые разрабатывают иммунотерапию для борьбы с туберкулезом | |
Некоторые методы иммуноукрепляющей терапии уже... |
![]() | |
Загрязнение воздуха и депрессия связаны со смертностью от сердечных заболеваний | |
Исследование, проведенное в более чем&nbs... |
![]() | |
Brain Injury: После сотрясения мозга детям сложнее заводить друзей | |
Почти четверть американских детей с симпт... |
![]() | |
Ученые объяснили связь между депрессией и сердечно-сосудистыми заболеваниями | |
Депрессия и сердечно-сосудистые заболеван... |
![]() | |
eLife: Смертоносная бактерия-вампир жаждет человеческой крови | |
Одни из самых смертоносных бактерий в&nbs... |
![]() | |
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм | |
Расстройство аутистического спектра, или ... |
![]() | |
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз | |
По данным нового крупного исследования, провед... |
![]() | |
JAMA: Скрининг PSA незначительно влияет на смертность от рака простаты | |
Крупнейшее на сегодняшний день исследован... |
![]() | |
Science: Неврологи открыли компоненты нервных клеток, которые никогда не стареют | |
Некоторые молекулы РНК в нервных кле... |
![]() | |
STM: Иммунотерапия болезни Альцгеймера показала прогресс в исследовании на мышах | |
Болезнь Альцгеймера начинается с того, чт... |