Ученые испытали противораковое оружие с 90% эффективностью

В новом исследовании раскрывается потенциал искусственных структур ДНК, которые, будучи снабжены антителами, настраивают иммунную систему на специфическую борьбу с раковыми клетками.

Иммунотерапия рассматривается как исключительно перспективное оружие в борьбе с раком. В сущности, ее цель — активизировать иммунную систему организма таким образом, чтобы она выявляла и уничтожала злокачественные клетки. Однако уничтожение должно быть максимально эффективным и специфичным, чтобы не повредить здоровые клетки.

Группа исследователей из Мюнхенского технического университета (TUM) и Мюнхенского университета имени Гельмгольца опубликовала в журнале Nature Nanotechnology новое исследование, в котором представила перспективный метод разработки определяемых пользователем агентов, способных выполнять именно эту задачу.

Центральным элементом является крошечное шасси из сложенных нитей ДНК, в которое можно специально встраивать любые антитела, — поясняет один из основных авторов работы профессор Себастьян Кобольд. В Мюнхенской университетской клинике его группа исследовала влияние новых субстратов как in vitro, так и in vivo.

Использование ДНК-оригами для рекрутирования Т-клеток

Этот новый класс агентов, получивший название программируемых Т-клеточных энхансеров, создан с помощью ДНК-оригами — нанотехнологии, при которой самоскладывающиеся нити ДНК собираются в структуру, заранее смоделированную на компьютере. Их конструкция позволяет прикреплять различные антитела в четырех положениях. С одной стороны прикрепляются антитела, специфически связывающиеся с определенными опухолевыми клетками, а с другой — антитела, распознаваемые Т-клетками иммунной системы. Затем Т-клетки уничтожают помеченные клетки.

Такой подход позволяет создавать самые разные энхансеры и адаптировать их для достижения оптимального эффекта, — говорит доктор Адриан Готтшлих, один из ведущих авторов исследования.

Теоретически возможны бесконечные комбинации, что делает наши энхансеры весьма перспективной платформой для лечения рака.

Для исследования ученые создали 105 различных комбинаций антител, протестировав их in vitro на предмет того, насколько специфично они прикрепляются к клеткам-мишеням и насколько успешно они привлекают Т-клетки. Комбинации можно было создавать по модульному принципу, не прибегая к ранее очень трудоемкой оптимизации антител. Исследователи смогли доказать, что через 24 часа было уничтожено более 90% раковых клеток. Чтобы выяснить, работает ли это и в живых организмах, профессор Кобольд и коллеги изучили, распознают ли PTE и вызывают ли они уничтожение раковых клеток в организмах, несущих опухоли.

Мы смогли доказать, что наши энхансеры, созданные на основе структур ДНК-оригами, работают и в естественных условиях, — утверждает Готтшлих.

Универсальные и определяемые пользователем

Готтшлих объясняет, что благодаря возможности одновременной установки различных антител опухолевые клетки могут быть поражены гораздо точнее. Кроме того, легче контролировать активацию иммунной системы. Это повышает шансы на успешное лечение рака, поскольку позволяет более точно различать больные и здоровые клетки и тем самым минимизировать побочные эффекты.

Учитывая модульную природу, адаптивность и высокую степень адресности технологий ДНК-оригами, исследователи ожидают, что может быть разработан широкий спектр сложных и даже логически управляемых платформ иммунотерапии. Ученые Мюнхенского университета д-р Клаус Вагенбауэр, д-р Бенджамин Кик, д-р Йонас Функе и профессор Хендрик Дитц вошли в число учредителей компании Plectonic Biotech GmbH, которая намерена продолжить разработку и продвижение на рынок технологии, лежащей в основе Т-клеточных энхансеров. Себастьян Кобольд уверен в своих силах:

Мы считаем, что полученные результаты позволят провести клинические испытания ДНК-нанотехнологий и продемонстрируют потенциал биомолекулярных, основанных на ДНК-оригами инженерных стратегий для применения в медицине.

18.08.2023