Изменить физические свойства биоматериалов для улучшения иммунотерапии при лечении рака

Изменение физических характеристик микроскопических биоматериалов для беспрепятственного взаимодействия с тканями организма может открыть более безопасные и эффективные методы лечения рака, считают исследователи из Института биомедицинских исследований Фралина при Технологическом институте Вирджинии.

В обзоре, опубликованном в Journal of Controlled Release, исследовательская группа под руководством Дэен Ли, доцента Центра исследований рака института в Роаноке, рассказала, как незначительные изменения в наночастицах и биоматериалах могут улучшить результаты лечения пациентов. Ученые погрузились в недостаточно изученную область терапии рака: роль физических свойств, таких как размер, форма и жесткость, в настройке иммунных реакций организма.

«Изменение физических характеристик биоматериалов оказывается мощным инструментом контроля поведения иммунных клеток», - говорит Ли, который также является сотрудником кафедры биомедицинской инженерии и механики Инженерного колледжа Вирджинии, - «Этот подход позволяет точно нацеливаться на клетки иммунитета, активировать  макрофаги и естественные клетки-киллеры, которые играют решающую роль в борьбе с раком».

Прежние исследования с использованием биоматериалов показали многообещающие результаты, но провалились в клинических испытаниях, особенно при определенных типах опухолей. Чтобы преодолеть эти проблемы, команда Ли переключает внимание с исключительно оптимизации химических свойств на тонкую настройку физических свойств биоматериалов для улучшения их взаимодействия с иммунными клетками.

Данная работа основана на исследовании, опубликованном в журнале Nature Biomedical Engineering в 2024 году, в ходе которого Ли и его коллеги сконструировали положительно заряженные белки для активации иммунных путей. 

Синтетические полипептиды работали, стимулируя высвобождение митохондриальной ДНК, которая, в свою очередь, запускала Т-клетки, борющиеся с раком. На мышиных моделях прогрессирующего рака молочной железы эти сконструированные полипептиды [LD1] вызывали надежные противоопухолевые иммунные реакции.

«Проектирование и оптимизация физических свойств биоматериалов - это недостаточно изученная область со значительным потенциалом», - уверен первый автор исследования Ынхе Ким.

Несмотря на определенные достижения остаются определенные проблемы. Чтобы перенести инновационные методы из лаборатории в клиническую практику, нужно решить вопросы масштабируемости, производства и обеспечения безопасности для различных групп пациентов. По словам Ли, сотрудничество между различными дисциплинами, включая материаловедение, иммунологию и клинические исследования, будет иметь важное значение для преодоления этих барьеров и создания основы для новейшей терапии рака.

Марина КЫН