В статье, опубликованной в журнале Nature, команда сообщает о многообещающих результатах, полученных в экспериментах на животных и с человеческими клетками в лаборатории.
В агрессивных случаях лейкемии единственным шансом на излечение является замена больной кровеносной системы на здоровую. Несмотря на то, что трансплантация стволовых клеток донорской крови является хорошо зарекомендовавшей себя формой лечения, она является обременительным процессом для пациентов.
Во-первых, химиотерапия используется для удаления собственных стволовых клеток крови, а также большинства клеток крови. Только после этого лечащие врачи вводят пациенту внутривенно стволовые клетки от подходящего донора. Эта процедура связана с побочными эффектами и потенциальными осложнениями.
Команда во главе с профессором Лукасом Джекером с кафедры биомедицины Базельского университета выбрала другой подход. В своей статье команда описывает, как все клетки крови могут быть удалены у больного лейкемией целенаправленным образом, в то время как новая кровеносная система одновременно строится.
Систему, созданную исследователями из команды Джекера, можно представить, как микшерный пульт, где диджей постепенно понижает уровень первой песни, одновременно увеличивая громкость второй, пока первый трек полностью не затихнет и будет слышен только второй.
Процесс затухания работает следующим образом: специфические антитела в сочетании с цитотоксическим препаратом распознают все клетки крови в организме пациента на основе поверхностной структуры. Этот маркер является общим для всех типов клеток крови (как здоровых, так и больных), но не появляется на других клетках организма. Таким образом, конъюгат антитело-лекарство постепенно распознает и уничтожает все клетки больной системы крови.
В это время начинается и вторая песня — то есть пациент получает пересадку новых, здоровых клеток крови от подходящего донора.
Чтобы предотвратить атаку конъюгатов антитело-лекарство на новые стволовые клетки крови или клетки крови, которые они производят, исследователи используют методы генной инженерии для целенаправленной модификации донорских стволовых клеток. В частности, они вносят небольшое изменение в поверхностную молекулу, чтобы антитела не распознавали новые клетки крови.
Исследователи называют эту целенаправленную модификацию донорских стволовых клеток «экранированием», потому что она действует как защитный щит от лечения рака.
Два первых автора исследования, Симон Гароде и доктор Ромина Маттер-Мароне, работали с междисциплинарной командой биоинформатиков, биохимиков, специалистов по генной инженерии и клиницистов из академических кругов и промышленности, чтобы выбрать наиболее подходящую целевую структуру и наилучшую защитную модификацию для процесса затухания из множества поверхностных молекул на клетках крови. Выбранная молекула, известная как CD45, оказалась чрезвычайно многообещающей в лабораторных испытаниях на мышах и клетках человека.
«Нам нужна была поверхностная молекула, которая появлялась бы примерно с одинаковой частотой на всех клетках крови, если это возможно, включая клетки лейкемии, но ее не было на других клетках организма», — объясняет Джекер.
CD45 удовлетворял этому требованию и, в то же время, был пригоден для «экранирования» — другими словами, его можно было модифицировать на стволовых клетках донорской крови таким образом, чтобы эти клетки были защищены от лечения рака, но функция CD45 оставалась полностью нормальной.
«Новый подход может проложить путь к новым вариантам лечения для пациентов, чье состояние здоровья несовместимо с химиотерапией, необходимой для трансплантации стволовых клеток», — говорит соавтор исследования Ромина Маттер-Мароне.
Несмотря на то, что необходимы дальнейшие испытания и оптимизация, цель состоит в том, чтобы начальные клинические испытания начались всего через несколько лет.
«Микшерный пульт для систем крови» также открывает дополнительные возможности, как объясняет соавтор исследования Симон Гароде. «Мы показываем, как клетки, которые «невидимы» для удаления клеток крови, могут быть использованы для замены всей системы крови».
Это, по его словам, важный шаг на пути к программируемой системе крови, которая также могла бы выполнять функции по требованию — например, исправлять серьезный генетический дефект или придавать устойчивость к конкретным вирусам, таким как ВИЧ.