Команда исследователей разработала умные белковые молекулы, которые могут перепрограммировать белые кровяные тельца, игнорируя сигнальный механизм самозащиты, который раковые клетки используют для выживания и распространения в организме. Исследователи говорят, что прогресс может привести к новому методу реинжиниринга иммунных клеток для борьбы с раком и инфекционными заболеваниями. Команда успешно протестировала этот метод на системе живых клеток.
Работой руководили профессора биоинженерии Питер Инсяо Ван и Шу Цзянь вместе с профессорами Виктором Низетом и Сяндун Сюй из Калифорнийского университета в Сан-Диего, а также исследователями из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн. Команда опубликовала свою работу в этом месяце в Nature Communications.
Умные белки, называемые "iSNAPS" (интегрированные сенсорные и активирующие белки), предназначены для обнаружения точных молекулярных сигналов в живых клетках и в ответ на эти сигналы, чтобы позволить клеткам бороться с болезнью или выполнять другие полезные функции. По словам Ванга, это исследование является первым, демонстрирующим, как сенсорные и активирующие способности могут быть объединены в одну молекулу.
Исследователи вставили свои iSNAPS в лейкоциты, называемые макрофагами, и продемонстрировали, что они значительно увеличивают способность макрофагов поглощать и уничтожать быстро делящиеся раковые клетки.
Макрофаги – это белые кровяные тельца, которые играют важную роль в иммунной системе. Частично их задача – удалить посторонние частицы и вредные организмы, такие как патогены и раковые клетки, путем их переваривания. Когда макрофаг связывается с раковой клеткой или другим чужеродным захватчиком, поверхностные белки макрофага, называемые гамма-рецепторами Fc, отправляют "съешь меня" сигнал, который побуждает макрофаги поглотить и уничтожить захватчика.
В своих экспериментах исследователи смешали свои сконструированные макрофаги с раковыми клетками в культуральных чашках и наблюдали за активностью через микроскоп. Макрофаги смогли поглотить большинство протестированных раковых клеток. В качестве контрольного эксперимента исследователи использовали макрофаги, содержащие отключенные iSNAPS, которые обладают чувствительностью, но не активируют. Они заметили, что эти макрофаги могут связываться и обнаруживать присутствие раковых клеток, но не поедать их.
Ван отметил, что конструкция iSNAPS в принципе может быть модифицирована для других целей, например, для реинжиниринга иммунных клеток для уничтожения бактерий. Они также могут быть применены к другим типам иммунных клеток, таким как Т-клетки, для многоцелевой терапии рака. В дальнейшем команда планирует протестировать iSNAPS на мышах, чтобы увидеть, как они будут работать in vivo. Исследователи также заинтересованы в изучении того, можно ли использовать iSNAPS для улучшения других естественных клеточных функций для коррекции различных патологий заболеваний.