Ученые из Tokyo Metropolitan University создали полимер для борьбы с раком крови

Ученые создали новый полимер, способный эффективно переносить плазмидную ДНК в Т-клетки в процессе химерного антигенного рецептора (CAR) Т-клеточной терапии — ключевого метода лечения рака крови.

Важно отметить, что этот полимер может доставлять гены в плавающие Т-клетки, а не только в те, которые закреплены на поверхности. Он стабилен, нетоксичен и не использует вирусы. Он превосходит полиионные соединения, считающиеся золотым стандартом в этой области, и открывает путь к новым методам лечения.

Т-клетки, или лимфоциты, — это разновидность белых кровяных телец, которые помогают нашей иммунной системе бороться с микробами и защищать нас от болезней. Недавно появилась технология, позволяющая перепрограммировать Т-клетки на борьбу с раком. Химерные антигенные рецепторы (CAR) Т-клеточной терапии работают за счет внедрения новых генов в Т-клетки, которые создают на поверхности клеток рецепторы, способные связываться с раковыми клетками, превращая раковые клетки в основную мишень для нашей иммунной системы.

Ключевым шагом в этом процессе является эффективная доставка ДНК — генетического плана — в Т-клетки, взятые у пациента, что называется трансфекцией ex-vivo. Многие методы используют вирусы, которые, естественно, хорошо переносят гены. Однако это сопряжено с определенными проблемами, поскольку существует опасение за безопасность самих вирусов, а наша иммунная система может их атаковать. Поэтому исследователи обращаются к альтернативным средствам, в частности к полиионным комплексам (ПИК), в которых крупные полимерные структуры связывают ДНК и помогают доставлять ее в Т-клетки. Однако известно, что PICs способны доставлять гены в Т-клетки только связанными с поверхностью, а не плавающими вокруг, как это происходит в обычном образце.

Теперь группа специалистов под руководством профессора Шоичиро Асаямы (Shoichiro Asayama) из Токийского столичного университета создала новое полимерное соединение, которое может эффективно доставлять плазмидную ДНК (пДНК) в плавающие Т-клетки. Они использовали дендримеры — крупные полимеры с разветвленной структурой, напоминающей ворсистый шар. В частности, они использовали полиамидоамин второго поколения (PAMAM-G2); под вторым поколением в данном случае понимается количество раз, в течение которых образуются новые ветви, отходящие от центральной структуры. Экспериментируя с модификациями концов ветвей, они обнаружили, что могут реализовать широкий диапазон поведения связывания пДНК с PAMAM-G2.

В частности, было обнаружено, что PAMAM-G2 с определенным соотношением первичных аминных групп на концах ветвей, замененных на высокоосновные гуанидиновые (Gu) группы, является отличным носителем для пДНК. PAMAM-G2-Gu имели очень высокий заряд и были подходящего размера для макропиноцитоза — обычного механизма, с помощью которого клетки «заглатывают» и поглощают внешний материал. При правильном выборе рецептуры PICs также были нетоксичны и стабильны в плазме крови. Что особенно важно, в тестах на плавающих Т-клетках ПАМАМ-G2-Gu (53) (53% замещен гуанидином) значительно превосходил разветвленный поли (этиленимин) или bPEI — золотой стандарт ПОС для генной трансфекции.

Учитывая низкую токсичность и превосходные свойства носителя, специалисты считают, что у них есть перспективный кандидат для трансфекции ex-vivo в следующем поколении CAR T-клеток, что является важнейшим вариантом терапии для пациентов с широким спектром угрожающих жизни заболеваний.

30.09.2023