Опухоли в организме человека содержат иммунные клетки — макрофаги, которые способны бороться с раком. Однако микросреда опухоли подавляет их активность, не позволяя выполнять защитную функцию. Исследователи из KAIST нашли способ преодолеть это препятствие, напрямую превращая макрофаги, уже находящиеся внутри опухоли, в активных противораковых агентов.

Новый подход к терапии

Команда под руководством профессора Чи-Хо Парка из департамента биоинженерии и инженерии мозга KAIST разработала инновационный метод лечения. При введении специального препарата непосредственно в опухоль макрофаги, уже присутствующие в организме, поглощают его и начинают вырабатывать CAR-белки — структуры, распознающие раковые клетки. В результате эти макрофаги становятся так называемыми CAR-макрофагами, способными эффективно атаковать опухоль.

Преодоление барьеров опухоли

Твердые опухоли, такие как рак желудка, легких и печени, формируют плотные структуры, которые затрудняют проникновение и работу иммунных клеток. Из-за этих физических и биологических барьеров многие существующие методы иммунотерапии оказываются малоэффективными против подобных видов рака. CAR-макрофаги считаются перспективным направлением иммунотерапии нового поколения, поскольку способны не только уничтожать раковые клетки напрямую, но и активировать соседние иммунные клетки, усиливая общий противораковый ответ организма.

Преимущества нового метода

Традиционные методы терапии с использованием CAR-макрофагов требуют извлечения иммунных клеток из крови пациента, их выращивания и генной модификации в лаборатории, а затем повторного введения в организм. Этот процесс сложен, дорог и трудно масштабируется, что ограничивает его применение для широкого круга пациентов.

Чтобы обойти эти сложности, команда KAIST сосредоточилась на так называемых опухоле-ассоциированных макрофагах, которые естественным образом скапливаются вокруг опухолей. Исследователи разработали способ перепрограммирования этих клеток прямо внутри организма, без необходимости их извлечения.

Технология липидных наночастиц

В основе метода лежит использование липидных наночастиц, которые легко поглощаются макрофагами. Эти наночастицы содержат мРНК с инструкциями по распознаванию рака и соединение, активирующее иммунитет. Такой подход позволяет создавать CAR-макрофаги путем «прямого превращения собственных макрофагов организма в противораковые клетки внутри тела».

После введения препарата в опухоль макрофаги быстро поглощают наночастицы и начинают вырабатывать белки, распознающие раковые клетки, одновременно активируя иммунную сигнализацию. Полученные таким образом «усиленные CAR-макрофаги» демонстрируют значительно более высокую способность уничтожать раковые клетки и стимулируют окружающие иммунные клетки, что приводит к мощному противораковому ответу.

Результаты экспериментов

В экспериментах на животных с меланомой — одной из самых агрессивных форм рака кожи — рост опухоли заметно замедлялся. Также были получены данные о том, что иммунный ответ может распространяться за пределы обработанной опухоли, что свидетельствует о потенциале для более широкой защиты организма.

Профессор Чи-Хо Парк отметил, что это исследование представляет новую концепцию терапии иммунными клетками, при которой противораковые клетки формируются непосредственно внутри организма пациента. Он подчеркнул, что такой подход одновременно решает ключевые ограничения существующих методов CAR-макрофагов — эффективность доставки и преодоление иммуносупрессивной среды опухоли.