پزشکی بازساختی و سلول‌های بنیادی

مرکز « مهندسی ایمنی برای بهبود ایمونوتراپی» در دانشگاه هاروارد (i3)، رضوان رومی (Rizwan Romee)، متخصص مؤسسه سرطان دانا فاربر (Dana-Farber cancer Institute) را به عنوان دریافت‌کننده کمک هزینه سال 2021 انتخاب کرد.

رومی با همکاری گروه دیوید مونی (David Mooney) با استفاده از روش‌های مبتنی بر مواد زیستی‌، می‌خواهند بر روی درمان‌های مبتنی بر سلول‌های کشنده طبیعی (NK) به عنوان داروهای زنده، مطالعاتی انجام دهند. آن‌ها با استفاده از تکثیر سلول‌های ایمنی مبتنی بر مواد زیستی و روش‌هایی که گروه دیوید مونی پیشگامشان بوده‌اند، این روش درمانی را توسعه خواهند داد.

روش انتقال سلول تغییریافته (پرورش داده شده) (ACT) و درمان‌های مبتنی بر CAR T-cellها هیجان فوق‌العاده‌ای را در ایمونوتراپی ایجاد کرده‌اند. در درمان‌های مبتنی بر CAR T-cellها، لنفوسیت‌های T فرد بیمار، جمع‌آوری و سپس در آزمایشگاه مهندسی می‌شود تا یک «گیرنده آنتی‌ژن کایمریک» (CAR) مصنوعی بر روی آن‌ها بیان شود. لنفوسیت‌های T از طریق این گیرنده‌ها به آنتی‌ژن‌های توموری موجود در سطح سلول‌های سرطانی متصل شده و باعث تخریب سلول‌های توموری می‌شوند. در این روش، CAR T-cellها پس از تکثیر در خارج از بدن و تزریق مجدد به جریان خون بیمار، سلول‌های سرطانی را جستجو کرده و از بین می‌برند.

چندین محصول CAR T-cellها توسط سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) برای درمان سرطان‌های مختلف خون تأیید شده‌اند. با این حال، درمان مبتنی بر CAR T-cellها چالش‌هایی را به همراه دارد: 1) آن‌ها در درمان تومورهای جامد تأثیر چندانی ندارند. زیرا برخلاف سلول‌های سرطانی خون که آزادانه در خون در گردش هستند و برای درمان‌های مختلف نسبتاً قابل دسترس‌اند، تومورهای جامد یک محیط کوچک ایجاد می‌کنند که مانعی برای حرکت سلول‌های ایمنی می‌باشد؛ همچنین سلول‌های توموری جامد آنتی‌ژن‌های اختصاصی توموری که توسط CAR T-cellها شناسایی می‌شوند را کمتر در سطح خود بیان می‌کنند. 2) اگرچه در اصل، این سلول‌ها سلول‌های فرد بیمار هستند و باید توسط بدن به عنوان «خودی» در نظر گرفته شوند، ولی نسخه‌های مهندسی شده‌ی آن‌ها می‌توانند مشکلات قابل‌توجهی را در بدن ایجاد کنند؛ مانند بیماری graft-versus-host که در آن سلول‌های پیوندی به میزبان حمله کرده و در نتیجه سلول‌های ایمنی مقادیر خطرناکی از مولکول‌های التهابی را تولید می‌کنند که به سیستم عصبی آسیب می‌زند. 3) سلول‌های ایمنی را فقط می‌توان به تعداد کم از بیماران جمع‌آوری کرد و برای تولید یک محصول ایمونوتراپی مؤثر، نیاز به تکثیر در ex vivo دارند.

محققان به شدت به دنبال غلبه بر همه‌ی این چالش‌ها در درمان‌های مبتنی بر CAR T-cellها هستند، اما موفقیت در این امر ممکن است به روش‌های کاملاً متفاوتی برای طراحی درمان‌های مبتنی بر ACT نیاز داشته باشد.

در پروژه رضوان رومی، نوع متفاوتی از سلول‌های ایمنی به نام سلول‌های کشنده طبیعی (NK) به عنوان کاندیدای مناسب برای درمان‌های مبتنی بر ACT در نظر گرفته شده‌اند. این سلول‌ها برخلاف لنفوسیت‌های T، نیازی به اتصال به آنتی‌ژن‌های توموری برای تخریب سلول‌های توموری ندارند، بلکه تمام سلول‌هایی که به نظر «غیر خودی» هستند را از بین می‌برند. اگرچه نسبت به لنفوسیت‌های T، اطلاعات کمتری در مورد نحوه رشد و عملکرد سلول‌های NK در دسترس است، اما نوع خاص حمله آن‌ها باعث می‌شود که سلول‌های جالبی برای استفاده در درمان‌های مبتنی بر ACT باشند. کارآزمایی‌های بالینی اولیه در استفاده از سلول‌های NK در بیماران سرطانی امیدوارکننده بوده است. آزمایشگاه رومی بر روی چندین پروژه نوآورانه با هدف اصلاح ژنتیکی سلول‌های NK کار می‌کند تا توانایی‌های این سلول‌ها در شناسایی و تخریب سلول‌های توموری را بیشتر کند.

رومی می‌گوید: «سلول‌های NK، کشنده‌های طبیعی هستند که هیچ یک از چالش‌های درمان مبتنی بر CAR T-cellsها را نداشته و می‌توانند ما را به سلول‌درمانی سازگارتر، یعنی ترکیبی از کارآمدی، امنیت و سهولت نسبی، نزدیک‌تر کنند. با همکاری آزمایشگاه دیوید مونی، ما می‌توانیم راه‌هایی برای فعال‌سازی و افزایش چشمگیر تعداد سلول‌های NK قبل از تزریق مجدد به بیماران پیدا کنیم که این روش را بسیار عملی‌تر می‌کند؛ یا حتی موجب ادامه داشتن فعالیت و تکثیر سلول‌های NK در داخل بدن با مواد زیستی قابل کاشت پس از تزریق مجدد آنها شویم.»

سلول‌های NK جمع‌آوری‌شده از بیماران بر روی لایه‌هایی از «سلول‌های تغذیه‌کننده» (سلول‌هایی که اغلب منشأ سرطانی داشته و تغذیه کننده و فعال کننده هستند) تکثیر داده می‌شوند. سلول‌های تغذیه‌کننده پروتئین‌هایی به نام سایتوکین تولید کرده که تکثیر سلول‌های NK را افزایش می‌دهد. اما حتی با استفاده از این مرحله، تکثیر سلول‌های NK حاصل اغلب محدود شده و سلول‌های تغذیه‌کننده که به محصولات ACT تبدیل می‌شوند، برای سلامت بیماران خطرناک هستند. محققان امیدوارند با قرار دادن سلول‌های NK در داربست‌های مواد زیستی‌ و قابل نفوذ به سلول که برای آزادسازی برخی از همان سایتوکین‌های ترشح شده از سلول‌های تغذیه کننده، مهندسی شده‌اند، بر چالش‌های پیشرفت ACT به عنوان درمانی برای بیماران مبتلا به تومورهای جامد غلبه کنند. آنها همچنین قصد دارند یک گام فراتر رفته و داربست‌های قابل کاشتی از سلول‌های NK بسازند که پس از تزریق مجدد آن‌ها به بیماران، سلول‌های NK را فعال و تکثیر شونده نگه دارد. این روش می‌تواند به افزایش کارآمدی درمان مبتنی بر سلول‌های NK طبیعی و اصلاح شده ژنتیکی کمک کند.

منبع خبر

https://wyss.harvard.edu/news/immuno-engineering-to-improve-immunotherapy-i3-center-at-harvard-university-selects-dana-farber-cancer-immunologist-rizwan-romee-as-its-2021-grant-recipient/