Новое исследование, проведенное учеными Университета Конкордия, предлагает инновационный подход к борьбе с раковыми опухолями с использованием ультразвуковых микробульб, технологии, уже широко применяемой в медицинской визуализации и доставке лекарств.
В статье, опубликованной в журнале Frontiers in Immunology, исследователи описывают процесс, который использует ультразвук для изменения поведения Т-клеток, важных компонентов иммунной системы, увеличивая их проницаемость. Это изменение влияет на высвобождение более 90 видов цитокинов, сигнальных молекул, необходимых для иммунных ответов.
Исследователи нацелили ультразвуковые лучи на свежезаключенные человеческие иммунные клетки, сочетая их с клинически одобренными контрастными микробульбами. Когда ультразвук воздействует на пузырьки, они вибрируют на очень высокой частоте, создавая эффект «потолка» на мембранах Т-клеток. Это может имитировать естественную реакцию Т-клеток на присутствие антигена, что приводит к секреции жизненно важных сигнальных молекул, которые опухоль обычно подавляет.
Брендон Хелфилд, доцент биологии и физики и научный руководитель статьи, отметил: «Мы объединяем ультразвук и микробульбы, чтобы помочь модулировать иммунологию мозга с помощью иммунотерапии рака, которая использует наши собственные иммунные клетки для борьбы с раком.»
Этот подход непосредственно решает одну из основных проблем естественного ответа организма на рак: способность опухоли деактивировать Т-клетки, чтобы они не производили цитокины и другие необходимые белки, когда они попадают в саму опухоль.
«Микробульбы могут реактивировать клетки, которые были отключены внутри опухоли», - говорит ведущий автор статьи, кандидат наук Ана Баэз. «Этот процесс поможет им высвободить белки, необходимые для роста дополнительных иммунных и кровяных клеток, что создаст положительную обратную связь.»
Изменения в секреции цитокинов были временно зависимыми. Количество цитокинов увеличивалось от 0,1 до 3,6 раз по сравнению с нетронутыми клетками в течение 48 часов. Кроме того, исследователи заметили, что когда ультразвук увеличивал проницаемость мембран клеток, количество высвобожденных цитокинов, как правило, снижалось.
Хотя это было предварительно показано только в лабораторных экспериментах, авторы надеются, что это исследование углубит их понимание различных путей, которые химические вещества в иммунной системе организма используют для борьбы с раком. В то же время они считают, что это направление исследований улучшит и дополнит существующие методы лечения рака и клеточные терапии.
«Мы уже используем микробульбы клинически в качестве инструментов, ориентированных на изображение», - говорит Хелфилд. «В будущем мы могли бы манипулировать лучом, чтобы перейти от визуализации к терапевтической последовательности. Это локализует эффект на Т-клетках, так что вы активируете только те, где луч попадает.»
«Мы также сможем включить противораковые препараты, которые нацелены на опухоль в лечение», - добавила Баэз. «Техника совершенно неинвазивна, так что мы всегда можем повторить ее.»
Эта работа была поддержана Программой исследовательских кафедр Канады, Обществом исследований рака и Канадскими институтами медицинских исследований (CIHR).