Иммунные клетки научат бороться с раком

Иммунотерапия – это вид противоракового лечения, направленный на усиление собственного иммунного ответа организма против злокачественных опухолей. Ее задача – заставить иммунную систему самостоятельно атаковать и уничтожать клетки рака. В последние годы ввиду своей эффективности этот вид онкотерапии стал все более востребованным, потому ученые со всего мира считают крайне важным разобраться в том, как именно злокачественные клетки и особые клетки иммунной системы взаимодействуют друг с другом.

В ходе нового исследования команда ученых из Онкологического центра им. Абрамсона при Пенсильванском университете в Филадельфии выяснила, как «заставить» макрофаги атаковать раковые клетки. Микрофаги – это белые кровяные тельца, которые являются важной частью иммунной системы. Наряду с нейтрофилами они принимают активное участие в борьбе с потенциально опасными чужеродными частицами, включая злокачественные, а также утилизируют мертвые и поврежденные клетки, поглощая и переваривая их.

Как поясняют ученые, клетки рака обычно защищаются от макрофагов и других «воинов» иммунной системы, с помощью находящихся на их внешних оболочках молекул белка CD47, которые посылают им специфичный сигнал, читающийся ими как «не ешь меня». Этот механизм позволяет им стать неуязвимыми перед защитными силами организма. В новом исследовании, результаты которого были недавно обнародованы в медицинском научном журнале Nature Immunology, ученые нашли способ «перепрограммировать» макрофаги таким образом, чтобы они могли игнорировать сигналы CD47 и уничтожать опухолевые клетки.

Настроить иммунные клетки против рака

По словам исследователей, просто заблокировать сигналы молекул CD47 часто бывает недостаточно, чтобы стимулировать макрофаги атаковать злокачественные клетки. Поэтому они провели эксперимент с использованием мышиных моделей, на которых протестировали метод активации и стимулирования этого типа иммунных клеток на борьбу с опухолью.

«Оказалось, что макрофаги необходимо специальным образом активировать перед тем, как они начнут выполнять свою работу. Это объясняет, почему солидные опухоли часто успешно противостоят терапии, состоящей из одних только ингибиторов белка CD47», – отмечает ведущий автор исследования доктор Грегори Битти.

В своем эксперименте исследователи использовали CpG – разновидность короткой (однонитевой) синтетической молекулы ДНК. Она является агонистом толл-подобных рецепторов, которые распознают потенциально опасные частицы и запускают иммунную реакцию, «включая» макрофаги. В результате такого вмешательства выяснилось, что мыши с активированными при помощи CpG макрофагами демонстрировали быстрое уменьшение опухоли и имели более высокие показатели выживаемости.

Ученые ожидали, что, помимо CpG-активации, макрофагам, чтобы эффективно пожирать раковые клетки, потребуется второй «помощник» – ингибитор протеина CD47. Однако они были удивлены, обнаружив, что, даже несмотря на высокие уровни экспрессии злокачественными клетками молекул CD47, активированные ими макрофаги были способны игнорировать их сигналы и продолжать уничтожать опухоль.

Все дело – в измененном метаболизме

Чтобы понять, почему так произошло, доктор Битти и его команда проанализировали метаболизм макрофагов после их искусственной активации. Они обнаружили, что метаболическая активность этих иммунных клеток изменилась: для удовлетворения своих потребностей в энергии они стали использовать аминокислоту глютамин и глюкозу. Ученые убеждены, что в результате именно эта трансформация помогла макрофагам эффективно бороться с раковыми клетками.

«Добиться остановки прогрессирования опухоли и уменьшения ее массы невозможно без помощи макрофагов. Последним, чтобы поглощать злокачественные клетки, уничтожая опухоль, требуется правильное топливо, – поясняет один из авторов исследования доктор Джейсон Минген Лю. – Такие сдвиги в метаболизме нужны, чтобы направить энергию в нежное русло, ведь именно метаболические процессы позволяют макрофагам подавлять сигналы раковых клеток, которые блокируют их работу».

Теперь, полагают исследователи, им предстоит детальнее изучить механизмы регуляции метаболических процессов макрофагов. Они отмечают, что множество существующих сегодня препаратов, которые, к примеру, используются в лечении сахарного диабета и сердечно-сосудистых заболеваний, способны влиять на метаболическую активность этих иммунных клеток. Однако пока неизвестно, как эти взаимодействия между двумя типами клеток могут повлиять на результативность иммунотерапии онкологических болезней.