اختراق طبي.. إعادة هندسة الخلايا المناعية لاختراق وقتل الأورام الصلبة

أصبحت العلاجات المناعية التي تحشد الجهاز المناعي للمريض لمحاربة السرطان أحد ركائز العلاج التي يتم الاعتماد عليها لمحاربة المرض.

حققت هذه العلاجات، بما في ذلك علاج الخلايا التائية CAR T، نتائج جيدة في علاج أنواع من السرطان مثل سرطان الدم والليمفوما، ولكن النتائج كانت أقل إيجابية في الأورام الصلبة، وفق ما ذكره موقع ميديكال إكسبريس.

إعادة هندسة الخلايا المناعية

قام فريق بقيادة باحثين من كلية الطب بجامعة ولاية بنسلفانيا بإعادة هندسة الخلايا المناعية بحيث يمكنها اختراق وقتل الأورام الصلبة المزروعة في المختبر، وقد ابتكروا مفتاحًا يتم تنشيطه بالضوء يتحكم في وظيفة البروتين المرتبطة ببنية الخلية وشكلها وأدرجوه في الخلايا القاتلة الطبيعية، وهو نوع من الخلايا المناعية التي تحارب العدوى والأورام.

عندما تتعرض هذه الخلايا للضوء الأزرق، فإنها تتحول ويمكنها بعد ذلك أن تهاجر إلى كرات الورم - أورام ثلاثية الأبعاد نمت في المختبر من سلالات خلايا الفئران أو البشر - وتقتل خلايا الورم.

وقال الباحثون إن هذا النهج الجديد يمكن أن يحسن العلاجات المناعية القائمة على الخلايا.

نُشرت النتائج هذا الأسبوع في مجلة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.

تقدم الباحثون بطلب مؤقت للحصول على براءة اختراع للتكنولوجيا الموصوفة في الورقة البحثية.

قال المؤلف الرئيسي نيكولاي دوخوليان، أستاذ جي توماس باسانانتي في كلية الطب بجامعة ولاية بنسلفانيا وأستاذ الكيمياء الحيوية وعلم الأحياء الجزيئي: "هذه التقنية خارجة عن المألوف تمامًا، إنها تشبه علاج الخلايا التائية CAR T، ولكن هنا، المبدأ التوجيهي هو قدرة الخلايا على التسلل إلى الورم".

وأضاف: "لا أعرف أي نهج آخر قريب من هذا بأي حال من الأحوال".

تمت الموافقة على علاج الخلايا التائية CAR-T لأول مرة من قبل إدارة الغذاء والدواء في عام 2017، ومنذ ذلك الحين، أظهر نتائج مشجعة لبعض أنواع السرطان، وخاصة سرطانات الدم.

تتم إزالة الخلايا التائية، وهي خلية دم بيضاء في الجهاز المناعي، من المريض وإعادة هندستها لإنتاج بروتين على سطحها يرتبط ببروتين مستهدف محدد على الخلايا السرطانية.

عندما يتم ضخ الخلايا التائية CAR-T مرة أخرى إلى المريض، فإنها تقتل الخلايا السرطانية بهذا البروتين المستهدف.

ومع ذلك، فإن العلاج بالخلايا التائية CAR-T أقل نجاحًا في علاج الأورام الصلبة، والتي تشكل ما يقرب من 90% من سرطانات البالغين و40% من سرطانات الأطفال، كما قال دوكهليان.

لا تستطيع الخلايا المناعية التسلل إلى الشبكة الكثيفة من البروتينات والخلايا الأخرى المحيطة بالورم، كما تعمل البيئة المعادية على تثبيط قدرتها على مكافحة الورم.

بالإضافة إلى ذلك، فإن التنوع الهائل بين الأورام الصلبة يجعل من الصعب تحديد بروتين مستهدف محدد لمهاجمته.

وقال دوخوليان إنه لتحسين العلاجات المناعية القائمة على الخلايا للأورام الصلبة، يجب أن تكون الخلايا المناعية قادرة على تجاوز دفاعات الورم الصلب.

وباستخدام النمذجة الحسابية، صمم الفريق واختبر نسخة خاضعة للتحكم بالضوء من بروتين septin-7، وهو بروتين داخلي ضروري للحفاظ على الهيكل الخلوي للخلية ـ وهو الهيكل الذي يحافظ على شكل الخلية وتنظيمها. وقد أدخلوا مجالًا حساسًا للضوء في بروتين septin-7 لإنشاء ما أسماه دوخوليان "منظمًا تآزريًا".

يقع الجزء الحساس للضوء من البروتين بعيدًا عن موقع البروتين النشط ولا يتداخل مع بنية البروتين ووظيفته حتى يتم تحفيزه، ويتم تنشيط المجال بواسطة الضوء الأزرق، الذي يعمل على تشغيل وظيفة البروتين وإيقافها.

ثم أعاد الباحثون هندسة الخلايا المناعية القاتلة الطبيعية البشرية باستخدام بروتين سبتين-7 الحساس للضوء. وفي وجود الضوء الأزرق، لاحظ الباحثون أن الوظيفة الطبيعية لبروتين سبتين-7 قد تعطلت. كما أظهرت الخلايا شكلًا أكثر استطالة يشبه المغزل ونتوءات أكبر تمتد إلى الخارج، مما يساعد الخلية على التفاعل مع بيئتها والانتقال من مكان إلى آخر.

وقال دوخوليان: "على الرغم من أن الخلايا القاتلة الطبيعية صغيرة الحجم، حوالي 10 ميكرومتر، إلا أنه عند تنشيط هذا البروتين بالضوء الأزرق، تغير شكل الخلايا المناعية ويمكنها الضغط على فتحات صغيرة يبلغ حجمها حوالي ثلاثة ميكرومتر، وهذا يكفي للتسلل إلى كرات الورم وقتلها من الداخل".

وقد اختبر الباحثون الخلايا المناعية القاتلة الطبيعية المعاد هندستها باستخدام نوعين من الكرات الورمية الصلبة، أحدهما تم إنشاؤه باستخدام خلايا سرطان الثدي البشرية والآخر باستخدام خلايا سرطان عنق الرحم البشرية، وفي غضون سبعة أيام، تمكنوا من قتل خلايا الورم.

وعلى النقيض من ذلك، هاجمت الخلايا القاتلة الطبيعية التي لم تتم إعادة هندستها كرة الورم من الخارج ولكنها لم تتمكن من اختراق الورم.

في النهاية، استمر الورم في النمو. كما أعادوا هندسة الخلايا المناعية من الفئران واختبروها بكرات الورم المصنوعة من خلايا الورم الميلانيني لدى الفئران.

ورغم أن النتائج كانت قوية، أكد دوخوليان أن هذا العمل لا يزال في مراحله الأولية وأن هناك حاجة إلى المزيد من البحث لتقييم هذه التكنولوجيا للاستخدام العلاجي المحتمل. وقال إنه يأمل أيضًا في استكشاف إشارات تنشيط أخرى يمكنها تعديل وظيفة البروتين وسلوك الخلايا.