Перейти на сторону добра: саратовские ученые научились «перевербовывать» макрофагов для борьбы с раком

Саратовские ученые вместе с коллегами из Сколтеха, МФТИ и ИТМО научились новому методу борьбы с раком. С помощью лазеров и микрокапсул они возвращают макрофагов — иммунные клетки для борьбы с болезнями — обратно в боевой режим. Об инновационном методе лечения сообщает сайт СГУ.

В норме макрофаги защищают организм, однако при злокачественном образовании начинают работать наоборот: подавляют иммунитет, стимулируют рост сосудов и распространяют опухоль. Коллектив ученых с помощью лазера и микрокапсул заставил часть макрофагов снова начать работать против раковых клеток.

По словам Ольги Гусляковой, старшего научного сотрудника лаборатории биомедицинской фотоакустики СГУ, исследования ученых показали возможность влияния на фенотип макрофагов, населяющих опухоль. Этого удалось добиться с помощью «однократной внутриопухольной инъекции суспензии светочувствительных капсул и последующего лазерного облучения опухолевого узла».

В опухоль ввели микрокапсулы, в которых было специальное вещество, активирующее сигнальный путь — STING. Это один из ключевых механизмов противоопухолевого иммунного ответа. Но в свободной форме они быстро выводятся из организма и могут вызывать системное воспаление. Для этого исследователи упаковали активные молекулы в капсулы, которые не активны до внешнего воздействия.

Затем на клетки оказывается лазерное воздействие: используется ближний инфракрасный диапазон. Он хорошо проходит сквозь ткани организма и плохо им поглощается. По действием этого света оболочка капсул разрушается, и препарат попадает прямо в опухоль. То есть лекарство начинает действовать там, где оно необходимо.

Сигнальный путь STING запускает выработку интерферонов и каскад биохимических реакций, которые меняют фенотип макрофагов. В результате последние переходят обратно на сторону «добра» и начинают бороться с раковыми клетками, привлекая прочие образования иммунной системы. Например, Т-клетки, называемые киллерами. В результате применения этого метода доля противовоспалительных макрофагов, которые начали борьбу с раком, выросла с 1 до 28%.

Удивление ученых вызвала эффективность более крупных капсул по сравнению с мелкими. Ранее считалось, что чем меньше частица, тем легче ей проникнуть в клетки. Но здесь решающим оказалось количество активного вещества, переносимое каждой капсулой: более крупные носители доставляют его больше, и получается более выраженный эффект.

Разработка позволяет доставлять препарат точно в опухоль и избежать побочных системных ответов. Лекарство действует локально и активируется точно в назначенное время. Это снижает риск нежелательных реакций и повышает эффективность воздействия. Пока технологию протестировали на клетках и моделях опухоли у животных, например на меланоме.

Ученым предстоит испытать метод на людях, подобрать оптимальный режим применения, оценить его безопасность и проверить возможность многократного применения препарата. Также ставится задача попробовать его с иными методами лечения, например с иммунотерапией. В перспективе это позволит создать более щадящее лечение, при котором иммунитет атакует опухоль, не нанося вреда организму.

Исследование проводилось учеными из СГУ, Сколтеха, МФТИ и ИТМО в рамках проекта № FSRR-2023-0007 — это государственное задание. Его результаты были опубликованы в журнале Biomaterials Advances.