Иммунотерапия: набор антител для борьбы с опухолями

Мюнхенский университет Людвига-Максимилиана

Новое исследование подчеркивает потенциал искусственных структур ДНК, которые, будучи снабжены антителами, инструктируют иммунную систему целенаправленно нацеливаться на раковые клетки.

Иммунотерапия рассматривается как исключительно многообещающее оружие в борьбе с раком. По сути, цель состоит в том, чтобы активировать иммунную систему организма таким образом, чтобы она выявляла и уничтожала злокачественные клетки. Однако разрушение должно быть максимально эффективным и специфичным, чтобы не повредить здоровые клетки. Команда исследователей из LMU, Технического университета Мюнхена (TUM) и Мюнхенского университета имени Гельмгольца опубликовала новое исследование в журнале Nature Nanotechnology, в котором они представляют многообещающий метод разработки определяемых пользователем агентов, которые могут делать именно это. «Главным элементом является крошечное шасси из свернутых нитей ДНК, которое можно специально снабдить любыми антителами», — объясняет профессор Себастьян Кобольд, один из основных авторов. В университетской больнице Мюнхена его команда исследовала влияние новых субстратов как in vitro, так и in vivo.

Использование ДНК-оригами для рекрутирования Т-клеток

Этот новый класс агентов, получивших название программируемых активаторов Т-клеток (ПТЕ), создается с помощью ДНК-оригами — нанотехнологии, при которой самоскладывающиеся нити ДНК собираются в структуру, заранее смоделированную на компьютере. Их конструкция позволяет прикреплять разные антитела в четырех положениях. С одной стороны добавляются антитела, которые специфически связываются с определенными опухолевыми клетками, а с другой — антитела, распознаваемые Т-клетками иммунной системы. Затем Т-клетки уничтожают меченые клетки. «Этот подход позволяет нам производить все виды различных PTE и адаптировать их для достижения оптимальных эффектов», — говорит доктор Адриан Готтшлих, один из ведущих авторов исследования. «Теоретически возможны бесконечные комбинации, что делает PTE очень многообещающей платформой для лечения рака». Для исследования ученые создали 105 различных комбинаций антител, протестировав их in vitro, чтобы увидеть, насколько конкретно они прикрепляются к клеткам-мишеням и насколько успешно они рекрутируют Т-клетки. Комбинации можно создавать модульным способом и без предварительной, очень трудоемкой оптимизации антител. Им удалось доказать, что более 90 процентов раковых клеток были уничтожены через 24 часа. Чтобы выяснить, работает ли это и на живых организмах, профессор Кобольд и его коллеги изучили, распознают ли PTE и вызывают ли они разрушение раковых клеток в организмах, несущих опухоли. «Мы смогли доказать, что наши PTE, сделанные из структур ДНК-оригами, также работают in vivo», — подтверждает Готшлих.

Универсальный и определяемый пользователем

Готшлих объясняет, что благодаря возможности одновременной установки разных антител на опухолевые клетки можно воздействовать гораздо точнее. Также легче контролировать активацию иммунной системы. Это увеличивает перспективы успешного лечения рака за счет более точного различия между больными и здоровыми клетками и, таким образом, минимизации побочных эффектов. Учитывая модульную природу технологий ДНК-оригами, их адаптивность и высокую степень адресуемости, исследователи ожидают, что можно будет разработать широкий спектр сложных и даже логически управляемых платформ иммунотерапии. Ученые ТУМ доктор Клаус Вагенбауэр, доктор Бенджамин Кик, доктор Йонас Функе и профессор Хендрик Дитц входят в число основателей компании Plectonic Biotech GmbH, которая хочет и дальше развивать и продавать технологию, лежащую в основе PTE. Себастьян Кобольд уверен: «Мы считаем, что наши результаты позволят провести клинические испытания ДНК-нанотехнологий и продемонстрировать потенциал биомолекулярных инженерных стратегий на основе ДНК-оригами для медицинских применений».

Природные нанотехнологии

10.1038/s41565-023-01471-7

Программируемые мультиспецифические захватчики Т-клеток на основе ДНК-оригами

17 августа 2023 г.