Ученые смогут заранее оценивать эффективность иммунотерапии для больных раком по иммунным клеткам из крови
Авторы Диана Южакова и Анастасия Кононова работают в клеточном ламинарном шкафу с культурами лимфоцитов
© Диана Южакова / ПИМУ
Ученые разработали тест-платформу, которая позволяет спрогнозировать, насколько эффективно подействует иммунотерапия на пациента. В рамках предложенного подхода у больного берут образец крови, выделяют из него лимфоциты — клетки иммунной системы, — и в пробирке обрабатывают их противоопухолевым препаратом, который планируется назначить. В результате специалисты оценивают, активировались ли под действием препарата иммунные клетки пациента для борьбы с опухолью. Предложенная система позволит индивидуально подбирать лечение для людей с онкологическими заболеваниями и тем самым повысить эффективность терапии. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Biomedicines.
Иммунотерапия — один из широко используемых методов лечения рака. В отличие от химиотерапии, здесь опухоль не атакуют напрямую токсичными лекарствами, которые часто губят здоровые клетки. В этом случае врачи активируют собственные иммунные клетки пациента с помощью лекарств-ингибиторов контрольных точек. Эти вещества «снимают с тормозов» лимфоциты — клетки иммунной системы, — заставляя их уничтожать злокачественные образования, которые без терапии ускользают от лимфоцитов и подавляют работу этих клеток.
Однако у каждого человека иммунная система индивидуальна, и лимфоциты разных людей могут по-разному реагировать на один и тот же препарат. Из-за этого иммунотерапия оказывается эффективна далеко не для всех (например, 40–50% пациентов с раком кожи нечувствительны к ней). Поэтому ученые ищут способ быстро и надежно предсказать ответ организма на этот тип лечения еще до его начала.
Исследователи из Приволжского исследовательского медицинского университета Минздрава России (Нижний Новгород) и Нижегородского областного клинического онкологического диспансера (Нижний Новгород) создали тест-систему на основе лимфоцитов, которая позволяет предсказать, будет ли иммунотерапия эффективна для конкретного человека.
В рамках предложенного подхода у пациента до начала лечения берут кровь, из нее выделяют лимфоциты, после чего эти клетки в пробирке обрабатывают препаратом, который планируется назначить больному. Спустя неделю оценивают, активировались ли иммунные клетки под действием выбранного препарата. В случае успеха в иммунных клетках резко усиливается интенсивность обмена веществ, что обеспечивает их энергией и веществами для борьбы с опухолью.
В роли индикатора успешного ответа клеток ученые предложили оценивать состояние молекулы, участвующей во всех основных процессах обмена веществ в клетке, — кофермента НАД(Ф)H. Эта молекула обладает собственным свечением, которое исследователи легко и быстро регистрируют с помощью флуоресцентного микроскопа. При этом длительность свечения зависит от того, какие процессы обмена веществ преобладают в клетке. Дело в том, что НАД(Ф)Н существует в двух формах. Первая форма — свободная — обладает более коротким свечением и связана с процессами гликолиза для быстрого производства энергии.
Вторая — связанная с белками-ферментами форма — обладает значительно более длительным свечением и участвует в самых разных процессах, в том числе синтезе биомолекул. Главные индикаторы успешного ответа лимфоцитов на лечение — это существенное возрастание доли свободной формы НАД(Ф)H и увеличение длительности свечения связанной НАД(Ф)H.
Ученые вначале отработали предложенный подход на лимфоцитах мышей, а затем подтвердили его эффективность на иммунных клетках 22 пациентов с меланомой кожи. При этом результат теста на 95% соответствовал реальной реакции пациента на последующую терапию: когда тест подтверждал активацию лимфоцитов, препарат действительно оказывался эффективен в процессе лечения.
«Разработанный метод позволит избежать назначения дорогостоящей терапии пациентам с низкой вероятностью ответа на нее. Это поможет избавить больных от избыточной нагрузки токсичных препаратов и потери времени на заведомо неэффективное лечение. Внедрение предложенной технологии в клиническую практику будет способствовать рациональному использованию ресурсов здравоохранения и улучшению показателей выживаемости пациентов», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Диана Южакова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Приволжского исследовательского медицинского университета Минздрава России.