Эффективность иммунотерапии при лейкемии зависит от состояния иммунной среды организма

Команда ученых из Колумбийского университета (Columbia Engineering) и Института Ирвинга по динамике рака (Irving Institute for Cancer Dynamics) совершила значительный прорыв в области иммунотерапии онкологических заболеваний. В опубликованном исследовании в авторитетном научном журнале Science Immunology исследователи выявили уникальную группу иммунных клеток, играющих ключевую роль в успешном лечении пациентов с рецидивирующим острым миелоидным лейкозом (ОМЛ). Это открытие было достигнуто в тесном сотрудничестве с исследователями из Института рака Дана-Фарбер (Dana-Farber Cancer Institute, DFCI).

Суть исследования

Исследование, возглавляемое Элхамом Азизи, доцентом кафедры биомедицинской инженерии в Колумбийском университете, направлено на изучение сложных взаимодействий в иммунной системе пациентов с лейкемией. Ученые исследуют, как различные типы иммунных клеток взаимодействуют друг с другом в микроокружении костного мозга, пораженного лейкемией, и как эти взаимодействия влияют на эффективность иммунотерапии. В частности, исследователи пытаются понять, почему одни пациенты хорошо отвечают на лечение донорскими лимфоцитами (ДЛТ) — одним из методов иммунотерапии при рецидивирующем остром миелоидном лейкозе (ОМЛ), а другие нет. Данные, полученные в ходе предыдущих исследований, свидетельствуют о том, что пятилетняя выживаемость пациентов, прошедших лечение ДЛТ, составляет всего 24%, что указывает на необходимость поиска новых стратегий для повышения эффективности иммунотерапии.

Исследование выявило, что особый тип Т-клеток, присутствующий у пациентов, успешно реагирующих на терапию донорскими лимфоцитами (ДЛТ), играет решающую роль в борьбе с лейкемией. Эти Т-клетки способны активизировать иммунную систему организма и эффективно уничтожать лейкозные клетки.

Используя собственный вычислительный метод DIISCO, исследователи выявили, что ключевые взаимодействия между уникальной популяцией Т-клеток и другими иммунными клетками могут способствовать ремиссии у пациента. Они также проследили эти Т-клетки в донорском продукте. Однако оказалось, что состав иммунных клеток донора почти не влияет на эффективность лечения. На самом деле, успех лечения зависит от иммунной среды пациента. DIISCO — это метод машинного обучения, который анализирует изменения в клеточных взаимодействиях с течением времени, с акцентом на раковые и иммунные клетки, профилированные в клинических образцах.

«Это исследование показывает, как объединение вычислительных и экспериментальных методов, достигнутое через тесное сотрудничество, помогает решать сложные биологические задачи и открывать неожиданные идеи. Наши результаты не только помогают понять механизмы, стоящие за успешным ответом на иммунотерапию при лейкемии, но и предоставляют основу для разработки эффективных методов лечения с использованием инновационных инструментов машинного обучения», — отметил Элхам Азизи, член Института динамики рака имени Ирвинга, Центра комплексного изучения рака имени Герберта Ирвинга и Института науки о данных Колумбийского университета.

Выводы

Результаты исследования могут привести к новым подходам, таким как улучшение иммунной среды перед стандартным лечением DLI и изучение комбинаций иммунотерапий. Это поможет пациентам, которые обычно плохо реагируют на лечение, найти персонализированный метод, подходящий именно им.

«Видеть, как наши результаты подтверждаются функциональными экспериментами, невероятно волнительно и дает реальную надежду на улучшение иммунотерапии рака», — отметил Кэмерон Парк, аспирант в лаборатории Азизи, который руководил этим исследованием совместно с Кэти Маурер в лаборатории Кэтрин Ву в Институте рака имени Даны Фарбера. Парк также был соразработчиком алгоритма DIISCO.

Команда планирует в будущем исследовать вмешательства, которые могут повысить эффективность DLI, сосредоточив внимание на модификации микросреды опухоли. Хотя это и захватывающе, предстоит проделать еще много работы, прежде чем команда сможет перейти к клиническим испытаниям с целью улучшить результаты лечения для пациентов с рецидивирующим острым миелоидным лейкозом.