Une commande à distance pourrait un jour envoyer des cellules immunitaires se déchaîner contre une tumeur maligne. La capacité de se mobiliser, de l'extérieur du corps, L'immunothérapie ciblée du cancer à l'intérieur du corps a fait un pas de plus vers la réalité.

Les bio-ingénieurs du Georgia Institute of Technology ont installé un interrupteur thermosensible dans les cellules T qui peut activer les cellules T lorsque la chaleur allume l'interrupteur. La méthode, testé sur des souris et publié dans une nouvelle étude, est ciblé localement et pourrait un jour contribuer à faire de l'immunothérapie un instrument de précision dans la lutte contre le cancer.

L'immunothérapie a fait la une des journaux avec des succès surprenants, comme celui de sauver l'ancien président américain Jimmy Carter d'un cancer du cerveau. Mais le traitement, qui active le système immunitaire du corps contre le cancer et d'autres maladies, a aussi, Malheureusement, avéré être aléatoire.

« Chez les patients où la radiothérapie et les chimiothérapies traditionnelles ont échoué, c'est là que les thérapies par cellules T ont brillé, mais la thérapie est encore nouvelle, ", a déclaré le chercheur principal Gabe Kwong. "Cette étude est une étape vers la rendre encore plus efficace."

Le cancer est notoirement rusé, et quand les lymphocytes T rampent dans une tumeur, la tumeur a tendance à désactiver les capacités anticancéreuses des lymphocytes T. Les chercheurs ont travaillé pour les réactiver.

Laser, or, et les lymphocytes T

La télécommande de Kwong a fait ça en labo, tout en stimulant l'activité des lymphocytes T.

Dans l'étude, L'équipe de Kwong a soumis avec succès sa méthode de contrôle à distance à des tests initiaux sur des souris porteuses de tumeurs implantées (appelées fantômes tumoraux, spécialement conçu pour certaines expériences). La télécommande fonctionne via trois composants de base.

D'abord, les chercheurs ont modifié les cellules T, un type de globule blanc, inclure un commutateur génétique qui, lorsqu'il est allumé, augmenté l'expression des cellules de protéines spécifiques de plus de 200 fois. Cette capacité pourrait être utilisée pour guider les activités de lutte contre le cancer des lymphocytes T.

Les lymphocytes T, avec l'interrupteur éteint, ont été introduits dans le fantôme tumoral qui a été placé dans les souris. Le fantôme tumoral comprenait également des nanotiges d'or, juste des dizaines d'atomes en taille. Les chercheurs ont projeté les impulsions d'un laser doux dans le proche infrarouge (NIR) depuis l'extérieur du corps de la souris jusqu'à l'endroit où se trouvait la tumeur.

Les nanotiges recevant les ondes lumineuses les ont transformées en utiles, chaleur douce localisée, permettant aux chercheurs de réchauffer précisément la tumeur. La chaleur élevée a activé l'interrupteur conçu par les cellules T.

Cellules T hyper-activées

Cette étude a affiné la méthode et a confirmé que ses composants fonctionnaient sur des animaux vivants. L'intention de l'étude n'était pas encore de traiter le cancer, bien qu'entreprendre c'est la prochaine étape, qui est déjà en route.

« Dans les expériences à venir, nous mettons en œuvre cette approche pour traiter les tumeurs agressives et établir l'efficacité contre le cancer, " dit Kwong, qui est professeur adjoint au département de génie biomédical Wallace H. Coulter de Georgia Tech et de l'Université Emory.

Les chercheurs ont publié leurs résultats dans l'édition actuelle de la revue ACS Biologie Synthétique . Le premier auteur de l'étude était l'assistant de recherche diplômé Ian Miller. La recherche a été financée par les National Institutes of Health, la Fondation nationale des sciences, le Fonds Burroughs Wellcome, et la Fondation Shurl et Kay Curci.

Une meilleure immunothérapie

Les bio-ingénieurs ont déjà pu faire beaucoup avec les lymphocytes T lorsqu'ils sont à l'extérieur du corps.

"À l'heure actuelle, nous sommes aptes à récolter les propres lymphocytes T d'un patient, modifier pour cibler le cancer, les faire pousser à l'extérieur du corps jusqu'à ce qu'il y en ait des centaines de millions, " a dit Kwong. " Mais dès que nous les réinjectons à un patient, nous perdons le contrôle de l'activité des lymphocytes T à l'intérieur du corps."

L'interrupteur change cela.

Toxicités des lymphocytes T

Avoir un interrupteur est également important. Si les cellules T étaient conçues pour être toujours actives et hyperactivées, alors qu'ils se déplaçaient dans le corps, ils pourraient endommager les tissus sains.

"Il y aurait des toxicités hors cible, donc vous voulez vraiment identifier leur activation, " a déclaré Kwong. "Notre objectif à long terme pour eux est d'activer spécifiquement le site, Ainsi, les lymphocytes T peuvent surmonter l'immunosuppression de la tumeur et y devenir de meilleurs tueurs."

Lorsque la télécommande du chauffage est éteinte, les cellules T modifiées de Kwong le sont aussi, parce que les températures corporelles habituelles ne sont pas assez élevées pour activer leur interrupteur.

Interrupteur de choc thermique

L'interrupteur est un mécanisme de sécurité naturel dans les cellules humaines qui a évolué pour protéger contre les chocs thermiques et s'active lorsque la température des tissus dépasse la plage de fonctionnement normale du corps, qui se concentre sur 37 degrés Celsius (98,6 F). Mais les chercheurs ont rééquipé les cellules T avec l'interrupteur pour qu'il active d'autres fonctions, et il pourrait être utilisé pour hyper-activer les cellules.

Les bio-ingénieurs de Georgia Tech ont découvert que le commutateur fonctionnait dans une plage de 40 à 42 degrés Celsius (104 à 107,6 F), suffisamment élevé pour ne pas réagir à la majorité des fortes fièvres et suffisamment bas pour ne pas endommager les tissus sains ni les cellules T modifiées.

« Lorsque la température locale est élevée à 45 degrés (113 F), certaines cellules de notre corps n'aiment pas ça, " a déclaré Kwong. "Mais si le chauffage est contrôlé avec précision dans une fenêtre de 40 à 42 degrés avec de courtes impulsions de la lumière NIR, puis il allume le commutateur des cellules T, et les cellules du corps sont toujours très confortables."

Immuno-objectifs et rêves

Les chercheurs veulent combiner le commutateur avec des armes supplémentaires de lutte contre le cancer qu'ils envisagent d'intégrer dans les cellules T.

Par exemple, les molécules sécrétées appelées cytokines peuvent augmenter la capacité des cellules immunitaires à tuer le cancer, mais des cytokines, Malheureusement, peut aussi être toxique. "Notre objectif à long terme est de concevoir des cellules T pour fabriquer et libérer de puissants stimulants du système immunitaire comme des cytokines sur commande localement et avec parcimonie, " a déclaré Kwong.

Dans d'autres études, Il a été démontré que les nanotiges d'or doucement chauffées tuent les tumeurs ou entravent les métastases. Mais les traitements par lymphocytes T pourraient être encore plus approfondis et, en outre, avec un peu de chance, donner un jour aux patients traités avec eux une réponse immunitaire à mémoire durable à toute récidive de leur cancer.