Команда под руководством Вэйцяна Чена из Инженерной школы Тандон при Нью-Йоркском университете разработала миниатюрное устройство, которое может кардинально изменить подход к тестированию и персонализации методов лечения рака крови.
«Лейкемия на чипе», размером примерно с предметное стекло микроскопа, является первой выращенной в лабораторных условиях системой, которая воспроизводит как структуру костного мозга, так и функционирующий иммунный ответ человека, что знаменует собой потенциальный прорыв в исследованиях иммунотерапии.
Данная платформа на базе чипа позволяет ученым в режиме реального времени наблюдать за тем, как препараты для иммунотерапии взаимодействуют с раковыми клетками в среде, которая максимально точно воспроизводит условия в организме человека.
Терапия химерными антигенными рецепторами Т-клеток (CAR-Т-терапия) стала эффективным методом иммунотерапии некоторых видов рака крови. Этот подход предполагает извлечение иммунных клеток пациента, их генетическое перепрограммирование для борьбы с раком и их обратную инфузию в организм. Однако, несмотря на многообещающие результаты, почти у половины пациентов в конечном итоге наступает рецидив, а многие страдают от серьезных побочных эффектов, таких как синдром высвобождения цитокинов.
Одним из основных препятствий на пути к совершенствованию этих методов лечения является отсутствие эффективных систем тестирования. Модели на животных медленные, их трудно контролировать, и они плохо отражают сложность работы иммунной системы человека. Стандартные лабораторные тесты, в свою очередь, не способны охватить сложную клеточную среду, в которой взаимодействуют раковые и иммунные клетки.
Новое устройство на основе чипа меняет ситуацию. Оно имитирует три ключевых области костного мозга, где развивается лейкемия: кровеносные сосуды, окружающую костномозговую полость и внешнюю костную ткань. При засеве клетками костного мозга пациента система начинает самоорганизовываться, вырабатывая собственные структурные белки — коллаген, фибронектин, ламинин — и, что крайне важно, поддерживая функциональную иммунную среду.
Используя визуализацию с высоким разрешением, исследователи отслеживали иммунные клетки в режиме реального времени, пока они перемещались по кровеносным сосудам, идентифицировали раковые клетки и уничтожали их, что открыло беспрецедентную возможность изучить поведение CAR T-клеток.
Группа ученых заметила, что модифицированные клетки движутся с четким намерением, ускоряясь в здоровой ткани и замедляясь вблизи раковых клеток, по мере того как они находят и уничтожают свои цели. Исследователи также обнаружили удивительный «эффект свидетеля», когда модифицированные иммунные клетки активируют другие иммунные клетки, не подвергавшиеся непосредственному воздействию терапии, — явление, которое может повысить как эффективность лечения, так и уменьшить побочные эффекты.
В отличие от животных моделей, подготовка которых может занять месяцы, чип для лечения лейкемии можно собрать всего за полдня, что позволяет проводить эксперименты в течение двух недель, обеспечивая скорость, точность и масштабируемость.
Хотите бросить курить?
