Nieskończona armia komórek do walki z rakiem. Przełomowe odkrycie naukowców z USA

Kluczem do tego przełomu są makrofagi – wyspecjalizowane białe krwinki, które są jedną z pierwszych linii obrony naszego organizmu. Nazwa „makrofag” pochodzi z języka greckiego i oznacza „wielkiego zjadacza”, co idealnie oddaje naturę tych komórek, posiadających nienasycony apetyt na patogeny – w tym także komórki rakowe.

Jak zmusić makrofagi do pracy?

Makrofagi pełnią w organizmie funkcję nie tylko pożeraczy patogenów, ale i strategicznych koordynatorów. Potrafią wedrzeć się do środka guza i stamtąd wysyłać sygnały alarmowe. Informacja chemiczna oznaczająca „zjedz mnie” mobilizuje do działania inne kluczowe elementy układu immunologicznego, takie jak limfocyty T.

Przez lata naukowcy próbowali wykorzystać ten potencjał w terapiach nowej generacji, jednak makrofagi okazały się niezwykle oporne na manipulacje laboratoryjne. W przeciwieństwie do innych komórek, bardzo trudno zmusić je do namnażania się poza ludzkim ciałem w stopniu wystarczającym do przeprowadzenia skutecznej terapii. To, że w końcu udało się to osiągnąć, jest potencjalnie jednym z największych przełomów w onkologii.

Ograniczenia terapii CAR-T i nowa nadzieja w CAR-M

Standardem w zaawansowanej immunoterapii jest obecnie CAR-T, czyli metoda polegająca na genetycznym modyfikowaniu limfocytów T pacjenta, by lepiej rozpoznawały nowotwór. Chociaż terapia ta uratowała życie wielu osobom z nowotworami krwi, znacznie gorzej radzi sobie z guzami litymi, takimi jak rak płuc czy piersi.

To właśnie tu makrofagi mają przewagę – naturalnie gromadzą się w masie guza, będąc często najliczniejszymi komórkami odpornościowymi w jego obrębie. Nowa koncepcja, zwana terapią CAR-M (oparta na makrofagach zamiast limfocytów T), mogłaby wypełnić lukę, którą pozostawia CAR-T.

Odkrycie supermocy komórek progenitorowych

Zespół naukowców, pod kierownictwem biologa prof Qi-Long Yinga odkrył, że kluczem do sukcesu nie są dojrzałe makrofagi, lecz ich prekursory, czyli tzw. komórki progenitorowe. Do tej pory nauka stała na stanowisku, że zdolność do długotrwałego samoodnawiania – czyli nieskończonego kopiowania się, przy zachowaniu swojej pierwotnej tożsamości – jest zarezerwowana dla komórek macierzystych.

Badacze z USC właśnie obalili to przekonanie, udowadniając, że w odpowiednio dobranych warunkach komórki progenitorowe granulocytów i monocytów (z których powstają makrofagi) również posiadają tę „supermoc”. Dzięki opracowaniu precyzyjnego protokołu karmienia tych komórek złożoną mieszanką substancji chemicznych na ściśle określonych etapach rozwoju, naukowcy byli w stanie uzyskać stabilną i skalowalną hodowlę.

– Odkryliśmy, że komórki progenitorowe mogą intensywnie się dzielić, zachowując zdolność do wytwarzania w pełni funkcjonalnych komórek odpornościowych – wyjaśnia Ying. To odkrycie daje medycynie punkt wyjścia do projektowania terapii komórkowych. I to nie tylko na raka – również choroby zakaźne.

Zdumiewające wyniki testów na zwierzętach

Efektywność nowej metody została potwierdzona w eksperymentach na myszach cierpiących zarówno na nowotwory krwi, jak i guzy lite. Zmodyfikowane laboratoryjnie komórki progenitorowe zostały wstrzyknięte gryzoniom. Wyniki były bezprecedensowe.

W przeciwieństwie do wstrzykniętych dojrzałych makrofagów, które nie namnażały się w organizmie, komórki progenitorowe rozprzestrzeniły się po całym ciele myszy. Generowały stały dopływ makrofagów dokładnie tam, gdzie były one potrzebne, co skutecznie zahamowało postęp choroby zarówno we krwi, jak i w guzach litych.

Nowa nadzieja medycyny

Praca na temat makrofagów, opublikowana w prestiżowym czasopiśmie „Cell”, może doprowadzić do fundamentalnej zmiany myślenia o immunoterapii. Zamiast skupiać się na projektowaniu coraz lepszych receptorów do wykrywania raka, nauka powinna zwrócić większą uwagę na dobór odpowiedniego etapu rozwojowego komórki, która stanie się bazą dla leku.

Jak zauważa współautor badań, Ravi Majeti z Uniwersytetu Stanforda, metoda ta otwiera drzwi do niezliczonych zastosowań. To milowy krok w kierunku stworzenia powszechnie dostępnej terapii przeciwko najbardziej agresywnym postaciom nowotworów.

Źródło: Cell

Nasza autorka

Magdalena Rudzka

Redaktorka i wydawczyni National-Geographic.pl. Wcześniej związana m.in. z National Geographic Traveler i magazynem pokładowym PLL LOT Kaleidoscope. Z wykształcenia humanistka (MISH i SNS PAN), ale to przyroda stanowi jej największą pasję. Szczególnie bliskie są jej ekosystemy słodkowodne, a prawdziwym „konikiem” są ryby. W National-Geographic.pl pisze o swoich przyrodniczych pasjach, nauce i medycynie. Prywatnie ceni sobie podróże po nieoczywistych kierunkach, ze szczególnym sentymentem do Europy Środkowej i Wschodniej.