), нивото на циркулация имунни комплекси, основните класове имуноглобулини на периферната кръв, акцентът е върху разширен анализ на NK клетки (Natural killers - "естествени убийци"), както и оценката на активираните Т-лимфоцити (CD3 + HLA-DR + CD45 +) и активираните цитотоксични лимфоцити (CD8 + HLA -DR + CD45 +), отговорни за антивирусния имунитет. Анализът на горните клетъчни популации ще помогне да се разбере дали имунната система реагира адекватно на вирусна инфекция и дали пациентът се нуждае от имуностимулираща терапия.
* Резултатите от изследването се издават със заключение на лекар - алерголог-имунолог, доктор на медицинските науки.
Т-клетъчни левкемии
Всяка имунограма се придружава от писмено становище на имунолог.
Важни бележки
За да се диагностицират патологии, резултатите от това изследване трябва да се сравнят с клинични данни и показатели на други лабораторни изследвания. Трябва също така да се отбележи, че клиничната значимост на изследването значително се увеличава от оценката на имунологичния статус на пациента във времето.
Литература
- Хайтов, Р. М. Алергология и имунология: национално ръководство / изд. R. M. Khaitova, N. I. Ilyina. - М. : GEOTAR-Media, 2009. - 656 с.
- Khaitov, R. M. Насоки за клинична имунология. Диагностика на заболявания имунна система: ръководство за лекари / Р. М. Хайтов, Б. В. Пинегин, А. А. Ярилин. - М. : GEOTAR-Media, 2009. - 352 с.
- Зуева Е. Е., Русанова Е. Б., Куртова А. В., Рижак А. П., Горчакова М. В., О. В. Галкина - Санкт Петербург. - Твер: ООО "Издателство "Триада", 2008. - 60 с.
- Ketlinsky, S.A. Имунология за лекар / S.A. Ketlinsky, N.M. Kalinina. СПб. : Хипократ, 1998. - 156 с. Ярилин, А. А. Имунология: учебник / А. А. Ярилин. - М. : GEOTAR-Media, 2010. - 752 с.
- Khaitov, R. M. Имунология: Атлас / R. M. Khaitov, A. A. Yarilin, B. V. Pinegin.M. : GEOTAR-Media, 2011. - 624 с.
- Хайтов, Р. М. Имунология: учебник / Р. М. Хайтов. - М. : GEOTAR-Media, 2009. - 320 с.
- Хайтов, Р. М. Оценка имунен статус Khaitov R.M., Pinegin B.V. // Имунология. - 2001. - N4. - С. 4-6.
- Whiteside, T. L. Роля на човешките естествени клетки убийци в здравето и болестта / T. L. Whiteside, R. B. Herberman // Клинична и диагностична лабораторна имунология. - 1994. - кн. 12. - С. 125-133.
- Ginadi, L. Диференциална експресия на Т-клетъчни антигени в нормални лимфоцити от периферна кръв: количествен анализ чрез поточна цитометрия / L. Ginadi, N. Farahat, E. Matutes // J. Clin. Патол. - 1996. - кн. 49, № 1. - С. 539-544.
- Мърсър, J.C. Естествени Т-клетки убийци: бързо реагиращи, контролиращи имунитета и болестта / J.C. Мърсър, М. Дж. Ragin, A. August // International J. Biochemistry & Cell Biology. - 2005. - № 37. - С. 1337-1343.
- Никитин, В. Ю. Маркери за активиране на Т-хелпери и цитотоксични лимфоцити на различни етапи на хроничен вирусен хепатит С / В. Ю. Никитин, И. А. Сухина, В. Н. Циган [и др.] // Вестн. Ros. Военно-мед. акад. - 2007. - Т. 17, № 1. - С. 65-71.
- Boettler, Т. Т клетки с CD4 + CD25 + регулаторен фенотип потискат in vitro пролиферацията на вирус-специфични CD8 + Т клетки по време на хронична инфекция с вируса на хепатит С / T. Boettler, H.C. Spangenberg, C. Neumann-Haefelin // J. Вирусология. - 2005. - кн. 79, № 12. - С. 7860-7867.
- Орманди, Лос Анджелис Повишени популации на регулаторни Т-клетки в периферна кръв на пациенти с хепатоцелуларен карцином / L.A. Ormandy, T. Hillemann, H. Wedemeyer // J. Cancer Res. - 2005. - кн. 65, № 6. - С. 2457-2464.
- Sakaguchi, S. Естествено срещащи се FoxP3-експресиращи CD4 + CD25 + регулаторни Т-клетки в имунологична толерантност към себе си и не-самостоятелни / S. Sakaguchi // Nature Immunol. - 2005. - кн. 6, № 4. - С. 345-352.
- Romagnani, S. Регулиране на Т-клетъчния отговор / S. Romagnani // Clin. Exp. Алергия. - 2006. - кн. 36. - С. 1357-1366.
- Khaidukov S. V., Големи и второстепенни популации на човешки лимфоцити от периферна кръв и техните нормативни стойности (метод на многоцветен цитометричен анализ) / Khaidukov S. V., Zurochka A. V., Totolyan A. A., Chereshnev V. A. // Мед. имунология. - 2009. - Т. 11 (2-3). - С. 227-238.
Т клетъчен рецептор. Т-клетките разпознават антигена с помощта на два вида мембранни гликопротеини - Т-клетъчни рецептори и CD3. Т-клетъчният рецептор е хетеродимер, съдържащ а- и р-вериги (около 98% от всички Т-клетки) или 5-вериги (около 1,5-2% от клетките) с молекулно тегло 40-50 kD. Т-клетъчният рецептор е част от суперсемейство от Ig-подобни клетъчни повърхностни молекули, участващи в реакциите на разпознаване. Механизмите на трансмембранно предаване от Т-клетъчния рецептор остават неизвестни; вероятно се дължат на CD3, нековалентно свързан с Т-лимфоцитните рецептори.
Т-клетъчно активиране
За активиране на Т клеткинеобходими са два сигнала от макрофаги. Първият сигнал е представянето на Ag, вторият е секрецията на активиращ фактор (IL-1). Последният стимулира синтеза на IL-2 от Т-лимфоцитите, което активира тези клетки (автокринна регулация). В същото време експресията на рецептори за IL-2 (CD25) се увеличава върху мембраните на Т клетките.
Субпопулации на Т-лимфоцити
Въз основа на повърхностните маркери има няколко субпопулации на Т-лимфоцитиизпълняващи различни функции. За Т-клетъчна диференциацияизползвайте набор от моноклонални антитела, които откриват повърхностен маркер CD-Ag [от англ. клъстер на диференциация]. Всички зрели Т клеткиекспресира повърхностен CD3-Ag; в допълнение към него, субпопулациите на Т-лимфоцитите също експресират други CD-Ag.
CD4 + лимфоцити
Мембранни молекули CD4носят различни популации от клетки, условно разделени на регулаторни (помощници) и ефектори (Т hzt).
Т-помощници[от английски. да помогне] специфично да разпознае Ag и да взаимодейства с макрофаги и В клетки по време на индуцирането на хуморалния имунен отговор. Съотношението на CD4 + /CD8 + -клетки - важен параметъроценка на имунния статус; V нормални условиясъотношението CD4 + /CD8 + е приблизително равно на две и отразява доминиращото влияние върху имунния отговор на стимулиращите фактори. За някои имунодефицитни състояниясъотношението е обърнато (по-малко от I, т.е. CD8 + клетките доминират), което показва преобладаващото влияние на имуносупресивните ефекти; е в основата на патогенезата на много имунодефицити (например СПИН).
Ag-разпознаващи Т-лимфоцити"разпознават" чужд епитоп на вирусен или туморен Ag в комплекс с МНС молекулата върху плазмената мембрана на таргетната клетка. T HRT [Т-ефекторите на реакциите на свръхчувствителност от забавен тип (DTH)] медиират DTH реакциите.
Първото изследване винаги е броят на левкоцитите (вижте глава "Хематологични изследвания"). Оценяват се както относителните, така и абсолютните стойности на броя на периферните кръвни клетки.
Определяне на основните популации (Т-клетки, В-клетки, естествени килъри) и субпопулации на Т-лимфоцити (Т-хелпери, Т-CTL). За първично изследване на имунния статус и откриване на тежки нарушения на имунната системаСЗО препоръчва определяне на CD3, CD4, CD8, CD19, CD16+56, съотношение CD4/CD8. Изследването позволява да се определи относителният и абсолютен брой на основните популации на лимфоцити: Т-клетки - CD3, В-клетки - CD19, естествени убийци (NK) - CD3-CD16++56+, субпопулации на Т-лимфоцити (Т- помощници CD3+ CD4+, Т-цитотоксични CD3+ CD8+ и тяхното съотношение).
Изследователски метод
Имунофенотипизирането на лимфоцитите се извършва с помощта на моноклонални антителадо повърхностно диференциращ тонзилит върху клетките на имунната система, по метода на лазерна поточна цитофлуорометрия на поточни цитометри.
Изборът на зоната за анализ на лимфоцитите се извършва според допълнителния маркер CD45, който присъства на повърхността на всички левкоцити.
Условия за вземане и съхранение на проби
Венозна кръв, взета от кубиталната вена сутрин, строго на празен стомах, във вакуумната система до маркировката, посочена на епруветката. K2EDTA се използва като антикоагулант. След вземане на пробата епруветката с пробата се обръща бавно 8-10 пъти, за да се смеси кръвта с антикоагуланта. Съхранение и транспортиране стриктно при 18–23°С в вертикално положениене повече от 24 часа
Неспазването на тези условия води до неправилни резултати.
Тълкуване на резултатите
Т-лимфоцити (CD3+ клетки).Повишеното количество показва хиперактивност на имунната система, наблюдавана при остра и хронична лимфоцитна левкемия. Увеличаване на относителния индекс се наблюдава при някои вирусни и бактериални инфекции в началото на заболяването, обостряне на хронични заболявания.
Намаляването на абсолютния брой на Т-лимфоцитите показва дефицит на клетъчния имунитет, а именно дефицит на клетъчната ефекторна връзка на имунитета. Открива се при възпаление с различна етиология, злокачествени новообразувания, след травми, операции, инфаркт, тютюнопушене, прием на цитостатици. Увеличаването на техния брой в динамиката на заболяването е клинично благоприятен признак.
В-лимфоцити (CD19+ клетки)Намалението се наблюдава при физиологична и вродена хипогамаглобулинемия и агамаглобулинемия, при неоплазми на имунната система, лечение с имуносупресори, остри вирусни и хронични бактериални инфекции и състояние след отстраняване на далака.
NK лимфоцити с CD3-CD16++56+ фенотипЕстествените клетки убийци (NK клетки) са популация от големи гранулирани лимфоцити. Те са в състояние да лизират целеви клетки, заразени с вируси и други вътреклетъчни антигени, туморни клетки и други клетки от алогенен и ксеногенен произход.
Увеличаването на броя на NK клетките е свързано с активирането на антитрансплантационния имунитет, в някои случаи се отбелязва по време на бронхиална астма, възниква при вирусни заболявания, нараства при злокачествени новообразувания и левкемия, в периода на реконвалесценция.
Помощни Т-лимфоцити с CD3+CD4+ фенотипУвеличаване на абсолютни и относителни количества се наблюдава при автоимунни заболявания, може да бъде с алергични реакции, някои инфекциозни заболявания. Това увеличение показва стимулирането на имунната система към антигена и служи като потвърждение за хиперреактивни синдроми.
Намаляването на абсолютния и относителния брой на Т-клетките показва хипореактивен синдром с нарушение на регулаторната връзка на имунитета, е патогномичен признак за HIV инфекция; възниква при хронични болести(бронхит, пневмония и др.), солидни тумори.
Т-цитотоксични лимфоцити с CD3+ CD8+ фенотипУвеличение се установява при почти всички хронични инфекции, вирусни, бактериални, протозойни инфекции. Характерно е за HIV инфекцията. Намалението се наблюдава при вирусен хепатит, херпес, автоимунни заболявания.
Съотношение CD4+/CD8+Изследването на съотношението CD4+/CD8+ (CD3, CD4, CD8, CD4/CD8) се препоръчва само за наблюдение на HIV инфекцията и контрол на ефективността на АРВ терапията. Позволява ви да определите абсолютния и относителния брой Т-лимфоцити, Т-хелперни субпопулации, CTL и тяхното съотношение.
Диапазонът на стойностите е 1,2–2,6. Намалението се наблюдава при вродени имунодефицити (DiGeorge, Nezelof, Wiskott-Aldrich syndrome), вирусни и бактериални инфекции, хронични процеси, излагане на радиация и токсични химически вещества, мултиплен миелом, стрес, намалява с възрастта, със ендокринни заболявания, солидни тумори. Това е патогномичен белег за HIV инфекция (по-малко от 0,7).
Повишаване на стойността над 3 - при автоимунни заболявания, остра Т-лимфобластна левкемия, тимома, хронична Т-левкемия.
Промяната в съотношението може да бъде свързана с броя на помощниците и CTL при даден пациент. Например, намаляване на броя на CD4+ Т клетките в остра пневмонияв началото на заболяването води до намаляване на индекса, докато CTL може да не се промени.
За допълнителни изследванияи откриване на промени в имунната система при патологииизискващи оценка на наличието на остър или хроничен възпалителен процес и степента на неговата активност, се препоръчва да се включи броят на активираните Т-лимфоцити с фенотип CD3+HLA-DR+ и TNK клетки с CD3+CD16+ +56+ фенотип.
Т-активирани лимфоцити с CD3+HLA-DR+ фенотипМаркер за късно активиране, индикатор за имунна хиперреактивност. По експресията на този маркер може да се съди за тежестта и силата на имунния отговор. Появява се върху Т-лимфоцитите след 3-ия ден от острото заболяване. При благоприятен ход на заболяването той намалява до нормалното. Увеличаването на експресията на Т-лимфоцитите може да бъде свързано с много заболявания, свързани с хронично възпаление. Увеличението му се наблюдава при пациенти с хепатит С, пневмония, HIV инфекция, солидни тумори, автоимунни заболявания.
ТNK лимфоцити с CD3+CD16++CD56+ фенотипТ-лимфоцити, носещи CD16++ CD 56+ маркери на повърхността си. Тези клетки имат свойства както на Т, така и на NK клетки. Изследването се препоръчва като допълнителен маркер за остри и хронични заболявания.
Намаляването им в периферната кръв може да се наблюдава при различни органоспецифични заболявания и системни автоимунни процеси. Беше отбелязано увеличение при възпалителни заболяванияразлична етиология, туморни процеси.
Изследване на ранни и късни маркери на Т-лимфоцитна активация (CD3+CD25+, CD3-CD56+, CD95, CD8+CD38+)допълнително се предписва за оценка на промените в IS при остри и хронични заболявания, за диагностика, прогноза, проследяване на хода на заболяването и текуща терапия.
Т-активирани лимфоцити с CD3+CD25+ фенотип, IL2 рецептор CD25+ е маркер за ранно активиране. Функционалното състояние на Т-лимфоцитите (CD3+) се доказва от броя на експресиращите рецептори за IL2 (CD25+). При хиперактивни синдроми броят на тези клетки се увеличава (остри и хронична лимфоцитна левкемия, тимома, отхвърляне на трансплантант), в допълнение, тяхното увеличение може да показва ранна фазавъзпалителен процес. В периферната кръв те могат да бъдат открити през първите три дни от заболяването. Намаляване на броя на тези клетки може да се наблюдава при вродени имунодефицити, автоимунни процеси, HIV инфекция, гъбични и бактериални инфекции, йонизиращо лъчение, стареене, отравяне с тежки метали.
Т-цитотоксични лимфоцити с CD8+CD38+ фенотипНаличието на CD38+ върху CTL лимфоцитите е отбелязано при пациенти с различни заболявания. Информационен индикатор за ХИВ инфекция, изгаряне. Увеличаване на броя на CTL с фенотип CD8+CD38+ се наблюдава при хронични възпалителни процеси, онкологични и някои ендокринни заболявания. По време на терапията скоростта намалява.
Субпопулация от естествени убийци с CD3-CD56+ фенотипМолекулата CD56 е адхезивна молекула, широко разпространена в нервна тъкан. В допълнение към естествените убийци, той се експресира върху много видове клетки, включително Т-лимфоцити.
Увеличаването на този показател показва разширяване на активността на специфичен клонинг на клетки убийци, които имат по-ниска цитолитична активност от NK клетките с фенотип CD3-CD16+. Броят на тази популация нараства с хематологични тумори (NK-клетъчен или Т-клетъчен лимфом, плазмен клетъчен миелом, апластичен едроклетъчен лимфом), хронични заболявания и някои вирусни инфекции.
Намаляването се отбелязва при първични имунодефицити, вирусни инфекции, системни хронични заболявания, стрес, лечение с цитостатици и кортикостероиди.
CD95+ рецепторе един от рецепторите за апоптоза. Апоптозата е сложна биологичен процеснеобходими за отстраняване на увредени, стари и заразени клетки от тялото. Рецепторът CD95 се експресира върху всички клетки на имунната система. Играе важна роля в контрола на функционирането на имунната система, тъй като е един от рецепторите за апоптоза. Експресията му върху клетките определя готовността на клетките за апоптоза.
Намаляването на дела на CD95+ лимфоцитите в кръвта на пациентите показва нарушение на ефективността на последния етап на унищожаване на дефектни и заразени собствени клетки, което може да доведе до рецидив на заболяването, хронифициране на патологичния процес, развитие на автоимунни заболяванияи увеличаване на вероятността от трансформация на тумор (например рак на маточната шийка с папиломатозна инфекция). Определянето на експресията на CD95 има прогностична стойност при миело- и лимфопролиферативни заболявания.
Увеличаване на интензивността на апоптозата се наблюдава при вирусни заболявания, септични състояния и употреба на наркотични вещества.
Активирани лимфоцити CD3+CDHLA-DR+, CD8+CD38+, CD3+CD25+, CD95.Тестът отразява функционалното състояние на Т-лимфоцитите и се препоръчва за проследяване на хода на заболяването и проследяване на имунотерапията при възпалителни заболявания с различна етиология.
Статия за конкурса "био/мол/текст":Учените са комбинирали методи на имунотерапия, цитотерапия и генна терапия, за да препрограмират Т-лимфоцитите в потенциални "убийци" на раковите клетки. Но дори това не беше достатъчно - следващата стъпка беше създаването на молекулярен "превключвател", с който можете да регулирате времето и силата на активираните Т-клетки. иновативен методполага основата за драстично намаляване на сериозните (и понякога фатални) странични ефекти, причинени от модифицирана Т-клетъчна терапия.
Забележка!
Спонсор на номинацията "Най-добра статия за механизмите на стареене и дълголетие" е фондация "Наука за удължаване на живота". Наградата на публиката бе спонсорирана от Хеликон.
Спонсори на конкурса: 3D Bioprinting Solutions Laboratory for Biotechnology Research и Visual Science Studio за научна графика, анимация и моделиране.
Медицината премина на ново ниво: клетките се превърнаха в жива медицина
Напоследък при лечението на туморни заболявания се обръща особено внимание на адоптивна имуноцитотерапия(от английски. осиновител- получаване). В същото време част от клетките на имунната система на пациента са изкуствено "настроени" върху туморни клетки. Същността на метода е да се изберат необходимите имунни клетки от пациента, да се обработят - например с имунни цитокини (малки протеини, които действат като регулатори на деленето и диференциацията на специфични имунни клетки), - и след това да върне вече активираните клетки в тялото, което ще помогне в борбата с туморите * (фиг. 1).
* - Тази тема е една от най-горещите области на клиничната имунология - вижте статията " Добрият, лошият, грозният или как да ядосаме лимфоцитите и да унищожим тумора » . - Изд.
За първи път методът на адоптивна имуноцитотерапия е описан през 1988 г. - при пациенти с метастазирал меланом (т.е. рак на кожата в четвъртия стадий) се наблюдава регресия на заболяването по време на терапия с техните TIL клетки (туморно-инфилтриращи лимфоцити ). В момента TIL клетъчно-базираната терапия за метастатичен меланом е най-много ефективен начинлечение тази болесттъй като при половината от пациентите се наблюдава регресия на тумора.
Има няколко вида клетки, които се използват в адоптивната имунотерапия; от тях три се използват при лечението на туморни заболявания: вече познатите TIL клетки (туморно инфилтриращи лимфоцити), LAC клетки (лимфокин-активирани убийци) и CIK клетки (цитокин-индуцирани убийци). Всъщност собствените Т-клетки на тялото също се опитват да се борят с туморните клетки, но често туморните клетки са твърде издръжливи за тях. Не изцяло - има имунен контрол от страна на Т-клетките и клетките естествени убийци (NK), които имунната система се опитва да защити срещу тумори - но това не е 100% защита. Случва се обаче имунният контрол не винаги да е достатъчно силен, за да предотврати развитието на тумори: например, при продължителна употреба на имуносупресори след трансплантация на органи, честотата на много тумори се увеличава.
Нуждаете се от система за насочване
Въпреки трудността за получаване на модифицирани клетки, както и свързания риск от сериозни странични ефекти, все пак основен проблемметод на имуноцитотерапия е липсата на целева доставка на инжектирани модифицирани имунни клетки към тумора. Раковите клетки често се правят практически "невидими" за имунната система и те образуват микросреда, която инхибира активността и миграцията на Т клетките. За да се отхвърли мантията на невидимостта от туморните клетки, Т-лимфоцитите трябва не само да бъдат активирани, но и да им се даде способността да разпознават специфично туморните клетки. Т клетките могат да бъдат препрограмирани с методи генното инженерствочрез въвеждане на гени, кодиращи рецептори за туморни антигени (TAA, тумор-асоциирани антигени) - оборудвайки го със собствена „система за насочване“. Възможно е също едновременно да се въведат гени, които да направят Т клетките резистентни към имуносупресия, за да се увеличи преживяемостта или да се улесни навлизането на конструираните Т клетки в тумора. В резултат на това могат да се получат високоактивни "убийци на удари" на ракови клетки.
За да се получат ефективни "убийци", Т-лимфоцитите се модифицират чрез оборудването им с изкуствени химерни антигенни рецептори (CAR, химерни антигенни рецептори). Рецепторите са химерни, тъй като една част (разпознаваща) е "заимствана" от моноклонални антитела, а частта, която предава сигнала е от Т-клетъчния рецептор (TCR). Екстрацелуларната "разпознаваща" част обикновено са вариабилните домени на тежките и леките вериги на имуноглобулините с необходимата специфичност (scFv), които образуват антиген-свързващо място, специфично за туморните клетки (фиг. 2).
Фигура 2. Структура на химерен антигенен рецептор (CAR). CAR се състои от извънклетъчен домен (променлив фрагмент на едноверижно антитяло (scFv)), свързан чрез вериги и трансмембранни домени към цитоплазмен сигнален регион. Гените, кодиращи scFv, са получени от В клетки, които произвеждат антитела, специфични за туморния антиген. CAR съществува като димер и разпознаването на тумора става директно (без участието на MHC). Чертеж от.
Всичко ново е добре забравено старо. Първите Т-клетки с химерен антигенен рецептор са получени от екип учени, ръководени от професор Ешар ( Зелиг Ешхар); резултатите от работата са публикувани през 1989 г. Ешар осъзна, че с тази техника Т-клетките могат да бъдат програмирани да стартират целеви атаки.
От откриването на химерните антигенни рецептори до въвеждането на технологията в практиката обаче са минали повече от 20 години. През това време са подобрени химерните антигенни рецептори - създадени са 2-ро поколение CARs, в които е въведен допълнителен сигнален домен на костимулираща молекула, което позволява подобрено активиране на Т-клетките и тяхното разпределение. Друг сигнализиращ домейн беше добавен към 3-то поколение CAR, което в крайна сметка повиши нивата на оцеляване и размножаване на модифицираните Т клетки (фиг. 3). В крайна сметка, способността за „ловене“ на туморни клетки беше подобрена, както и страничните ефекти бяха намалени.
Фигура 4. Бутилка с Т-клетъчна култура, които след въвеждането на нов рецептор в тях се отглеждат около 10 дни, докато достигнат няколко милиарда. След това те могат да бъдат инжектирани във вените на пациента. Чертеж от.
Първо клинични изпитваниягенетично модифицирани Т-лимфоцити, носещи химерни антигенни рецептори, бяха завършени през 2012 г. Те се паднаха на момиче на име Емили, пациент с остра лимфобластна левкемия. След като генетично модифицираните Т-клетки бяха повторно въведени в момичето, състоянието й се влоши бързо и тя прекара няколко седмици в отделението. интензивни грижиНа изкуствена вентилациябели дробове. В един момент животът на Емили висеше на косъм, но в крайна сметка момичето се възстанови и в продължение на три години лекарите дори не откриха нито една ракова клетка в тялото й.
Странични ефекти от новата терапия
Докато CAR Т-клетъчната имуноцитотерапия е пробив в областта на лечението на рак, все още има редица опасности, които може да се крият зад ъгъла. Д-р Карл Джун ( Карл Джун) от Университета на Пенсилвания беше един от първите, публикували успешни резултатилечение с модифицирани Т-клетки, сравнява какво се случва в тялото на пациента със "серийно убийство" и "масово убийство". Когато милиардите Т клетки, които са били инжектирани в тялото, се разделят, те ще могат да локализират и убият няколко килограма тумор. Но има и голям риск в това - много пациенти страдат от синдром на освобождаване на цитокини (цитокинова буря) - когато Т-клетка се бори с туморна клетка, тя се освобождава голям бройцитокинови молекули, което представлява заплаха за самия организъм. Така седем пациенти са починали поради този синдром.
Странични ефектисвързани с мощната имунна активност на модифицирани Т клетки. Един от спънките е рискът от висока токсичност, възпрепятстваща въвеждането подобно лечениередовно. "Т-клетките са наистина мощни същества", казва професор Уендъл Лим ( Уендъл Лим), началник на секция, катедра по клетъчна и молекулярна фармакология, Калифорнийски университет. - „Когато се активират, те могат да причинят смърт. Имаме нужда от система за дистанционно управление, която ще запази силата на тези модифицирани Т-клетки и ще им позволи специално да „говорят“ с тях и да контролират Т-клетките, които са в тялото. .
Т-клетките поеха контрола
Учени от Калифорнийския университет в Сан Франциско създадоха молекулярен "превключвател", с който можете да контролирате действията на генетично модифицираните Т-лимфоцити. Подобно на нормалните Т клетки, носещи CAR, новите Т клетки с "превключвател" ще взаимодействат с туморните клетки, но няма да преминат в "атака", докато не бъдат инжектирани специално лекарство. Това лекарствое един вид "химичен мост" вътре в Т-клетките: той стартира имунни реакции, ги "включва", превръщайки ги в активно състояние. Когато лекарството престане да циркулира в кръвта, Т-клетките отново преминават в "изключено" състояние (фиг. 5).
Фигура 5. Титруем контрол на конструирани Т клетки с вграден химерен антигенен рецептор. При конвенционалния CAR Т-клетките се активират, когато се свържат с таргетната клетка и съществува риск от висока токсичност поради много силния имунен отговор. „Включен“ CAR изисква малка стимулираща молекула, за да задейства терапевтична функция. Големината на отговора (напр. "убиване" на целевите клетки) може да бъде титрувана, като по този начин се намалява токсичността, като същевременно се намалява количеството на малка стимулираща молекула. Чертеж от.
Въвеждането на "контролен панел" в Т клетка с химерен антигенен рецептор е пример за проста и ефективна стратегия за комбиниране на собствените и автономни решения на клетката (например откриване на сигнали за заболяване) с тези, контролирани от потребителя от навън. Пренареждането и разцепването на основните части на CAR осигурява възможност за "включване" и "изключване" на химерни антигенни рецептори. Тази работа също подчертава значението на разработването на оптимизирани биоинертни "контролери" като малки молекули и светлина, заедно с техните компоненти на клетъчния отговор, за да се подобри точността на контролираната терапия.
По този начин, чрез правилно дозиране на лекарството, е възможно да се контролира нивото на имунната активност на модифицираните Т клетки. По-специално, тази технология може да намали отрицателните ефекти от синдрома на освобождаване на цитокини. Също така, понякога нормалните клетки експресират малки количества протеини, които са насочени от CAR Т клетките. Тъй като модифицираните Т-клетки се инжектират в кръвния поток и преминават през сърцето и белите дробове, тъканите в тези органи могат да бъдат увредени, преди Т-клетките да достигнат предвидените си цели в други части на тялото. А с нова технологияТ-клетките ще бъдат в "изключено" състояние, докато достигнат целта.
Имунотерапията с CAR Т клетки е успешна срещу рак на кръвта, но когато става въпрос за солидни тумори, които се образуват в дебелото черво, гърдата, мозъка и други тъкани, модифицираните Т клетки досега не са показали голям успех. Възможно е дистанционното управление на Т клетките да позволи разработването на по-мощни версии на химерни антигенни рецептори, които ще позволят на Т клетките да атакуват солидни тумори без сериозни странични ефекти.
Литература
- Добрият, лошият, грозният или как да ядосаме лимфоцитите и да унищожим тумора;
- Rosenberg S.A., Packard B.S., Aebersold P.M., Solomon D., Topalian S.L., Toy S.T. et al. (1988). Използване на тумор-инфилтриращи лимфоцити и интерлевкин-2 в имунотерапията на пациенти с метастатичен меланом. Предварителен доклад. ;
- Regalado A. (2015). Биотехнологиите идват за лечение на рак. MIT Technology Review;
- Фарли П. (2015). „Дистанционното управление“ на имунните клетки отваря врати за по-безопасни и по-прецизни терапии за рак. Калифорнийски университет в Сан Франциско;
- Wu C., Roybal K.T., Puchner E.M., Onuffer J., Lim W.A. (2015). Дистанционен контрол на терапевтични Т клетки чрез химерен рецептор с малка молекула. Наука. 350 , aab4077..
При контакт с подходящия антиген, представен от съседни макрофаги, Т-лимфоцитина специфичен клон пролиферират, освобождавайки голям брой активирани, специфично реагиращи Т клетки, което съответства на производството на антитела от активирани В клетки. Основната разлика е, че в лимфата не се освобождават антитела, а цели активирани Т клетки. След това те навлизат в кръвообращението и се разпространяват в тялото, преминавайки през стените на капилярите в тъканните пространства, оттам обратно в лимфата и обратно в кръвта, циркулирайки из тялото, понякога в продължение на месеци или дори години.
Лимфоцитните Т-клетки на паметта също се образуват, подобно на това В клетки на паметта в системата на антителата. Това означава, че когато антиген активира Т-лимфоцитен клонинг, много от новообразуваните лимфоцити продължават да съществуват в лимфоидната тъкан, превръщайки се в допълнителни Т-лимфоцити на този специфичен клонинг; тези клетки на паметта са равномерно разпределени в лимфоидната тъкан на цялото тяло. Следващият път, когато същият антиген се появи в която и да е част от тялото, активираните Т клетки се освобождават много по-бързо и за по-кратко време. Повече ▼отколкото по време на първата експозиция.
Антиген-представящи клетки, МНС протеини и рецептори за антигени на Т-лимфоцитите. Т клетъчните отговори в най-високата степенса специфични за антигена, както и отговорите на антителата, секретирани от В-клетките, и са също толкова важни за защита срещу инфекция. Наистина, Т клетките са необходими както за задействане на адаптивни имунни отговори, така и за изкореняване на нахлуващите патогени.
В-лимфоцитите разпознават непокътнати антигени, докато като Т-лимфоцититереагират на антигени само след като се свържат със специфични молекули, наречени МНС протеини на повърхността на антиген-представящите клетки в лимфоидните тъкани. Трите основни типа антиген-представящи клетки са макрофаги, В-лимфоцити и дендритни клетки. Дендритни клетки, най-мощните от антиген-представящите клетки, се намират в цялото тяло и единствената им известна функция е да представят антигени на Т клетките.
За прилагане на Т-клетъчно активиранетяхната връзка с антиген-представящите клетки трябва да е достатъчно дълга, като взаимодействието на клетъчно-адхезионните протеини е от решаващо значение за осъществяването на това състояние.
MHC протеиникодирани от голяма група гени, наречени основен комплекс на хистосъвместимост. MHC протеините свързват пептидни фрагменти от антигенни протеини, които се разграждат вътре в антиген-представящите клетки и след това ги транспортират до клетъчната повърхност. Има два типа МНС протеини: (1) МНС-I протеини, представящи антигени на цитотоксични Т клетки; (2) MHC-II протеини, представящи антигени на Т-хелперите. Специфичните функции на цитотоксичните Т клетки и Т хелперите се обсъждат по-нататък.
Антигенина повърхността на антиген-представящите клетки се свързват с рецепторните молекули на повърхностите на Т клетките по същия начин, по който се свързват с плазмените протеинови антитела. Тези рецепторни молекули се състоят от вариабилен елемент, подобен на вариабилния регион на хуморално антитяло, но в този случай стволовият регион на вариабилния елемент е тясно свързан с клетъчната мембранаТ-лимфоцит. В една Т клетка може да има до 100 000 рецепторни места.