Kioto universiteto integruotų ląstelių ir medžiagų mokslų instituto mokslininkų komanda (ICEMS) sukūrė baltymų pagrindu sukurtą terapinį įrankį, kuris galėtų pakeisti kenksmingų ar nereikalingų ląstelių sukeltas ligas.
Naujas įrankis, išleistas Gamtos biomedicinos inžinerijaapima sintetinį baltymą, vadinamą „Crunch“, trumpas jungties, skirtos nepageidaujamų ląstelių buveinių pašalinimui. „Crunch“ naudoja natūralią organizmo atliekų šalinimo sistemą, kad išvalytų konkrečias tikslines ląsteles, siūlydama viltį pagerinti vėžio, autoimuninių ligų ir kitų ligų gydymą, kai kenksmingos ląstelės daro žalą.
Kiekvieną dieną milijardai mūsų kūno ląstelių natūraliai miršta kaip normalių procesų dalis. Šias negyvas ląsteles greitai išvalomos imuninės ląstelės, vadinamos fagocitais. Fagocitai veikia kaip mikroskopiniai dulkių siurbliai, pastebėdami mirštančias ląsteles, aptikdami jų paviršiaus „valgyk mane“ signalą. Kai jie atpažins tą signalą, jie supa ir suvirškina negyvas ląsteles procese, vadinamame „fagocitozė“ arba konkrečiau „eferocitozė“.
„Tai, ką mes padarėme, imkitės tos natūralios valymo sistemos ir perprogramuokite ją taip, kad būtų nukreiptos į gyvus ląsteles, kurių neturėtų būti“, – aiškina pirmasis tyrimo autorius p. Yuki Yamato iš Kioto universiteto biostudijų absolventų mokyklos. „Mes sukūrėme traškumą modifikuodami baltymą, vadinamą baltymais S, o tai paprastai padeda fagocitams atpažinti negyvas ląsteles. Tačiau užuot prisijungę prie negyvų ląstelių, mes suteikėme gebėjimą atpažinti konkrečias gyvas ląsteles, kurias norime pašalinti, pavyzdžiui, vėžio ląsteles ar hiperaktyvias imunines ląsteles sergant autoimuninėmis ligomis.”
Norėdami tai padaryti, tyrėjai pakeitė baltymų S dalį, kuri nustato mirštančias ląsteles tam tikru jutikliu, kuris gali atpažinti unikalius paviršiaus baltymus, randamus tik ant nepageidaujamų ląstelių. Šie jutikliai gali būti suprojektuoti tam tikru būdu, kad būtų galima nukreipti beveik bet kokio tipo ląsteles. Kai kritimas jungiasi prie pasirinkto taikinio, jis sujungia tą ląstelę su fagocitais, kurie tada užklupo ir suskaido.
„Crunch“ veikia kaip didelio tikslumo pristatymo žyma. Tai tiesiogiai nežudo ląstelių. Vietoj to, jis juos paženklina taip, kad imuninė sistema sugadintų mąstymą, kad jie yra pasirengę pašalinti. Dėl to pats kūnas juos išsiaiškina, naudojant procesus, kuriais jis jau priklauso nuo kiekvienos dienos.
Profesorius Jun Suzuki iš ICEMS iš Kioto universiteto, kuris vadovavo tyrimui, aprašo, kaip jie išbandė naująją sistemą.
„Pelėms mes panaudojome traškumą, kad atsikratytume vėžio ląstelių, kurios buvo pagamintos norint išreikšti specifinius ląstelių paviršiaus baltymus, todėl galėjome jas sekti“, – sako Suzuki. „Mes taip pat panaudojome tam, kad pašalintume tam tikras imunines ląsteles vilkligės modelyje – ligoje, kurioje imuninė sistema užpuola sveiką audinį. Abiem atvejais kenksmingos ląstelės buvo sėkmingai išvalytos, o ligos požymiai sumažėjo.”
Naujasis įrankis gali būti naudingas gydant tam tikras ligas. Daugybė dabartinių gydymo būdų, pavyzdžiui, CAR-T ląstelių terapija ar vaistai nuo antikūnų, yra naudingi, tačiau jie taip pat turi tam tikrų apribojimų. Automobilio-T atveju kraujo ląstelės renkamos iš paciento, modifikuotos laboratorijoje, o paskui vėl dedamos. Kita vertus, „Crunch“ yra baltymų pagrindu sukurta terapija, kurią galima atlikti atliekant paprastą injekciją.
Kadangi „Crunch“ taikymo jutiklį galima modifikuoti atsižvelgiant į ligą, jis veikia kaip pritaikoma platforma.
„Mes manome, kad tai gali tapti naujos rūšies terapija, kuri gali būti pritaikyta daugeliui sąlygų. Mes taip pat galime pritaikyti taikinių jutiklius iš antikūnų ir CAR-T. Tai yra įvairių terapinių įrankių ekosistema”,-sako Suzuki.
Dabar komanda stengiasi, kad traškumas būtų saugesnis, lengviau pagamintas ir efektyvesnis realiame gyvenime. Atlikus tolesnius tyrimus, ši technika galėtų atverti duris naujos kartos procedūroms, kurios padeda kūnui tiksliai ir natūraliai išvalyti kenksmingas ląsteles.