Мініатюрний пристрій для імунотерапії раку: як і для чого

Імунотерапія раку - одна з найбільш важливих і перспективних методів лікування. Використовується онкологами для лікування пацієнтів, які страждають різними видами раку, включаючи молочну залозу, шийку матки, товсту кишку, шлунок і шкіру.

Про це пише  сайт волинських новин Конкурент з посиланням на Technology.org.

«Перешкодою для досягнення більш ніж помірного успіху, – сказав Ронг Тонг, доцент кафедри хімічної інженерії, – є те, що жодна з нинішніх доставок не може стабільно постачати ліки, які можуть протягом кількох тижнів коригувати дозу препарату для зниження системної токсичності, або для посилення терапевтичної реакції».

 

Мініатюрне волокно, розроблене в інженерному коледжі Вірджинії, може зробити імунотерапію раку більш ефективною.

Тонг почав працювати у Virginia Tech у 2015 році, того ж року, коли доцент Сяотін Цзя приєдналась до кафедри електронної та комп’ютерної інженерії Бредлі. Коли вони зустрілися, то почали обговорювати свої дослідження – його досвід у постачанні ліків та імунотерапії раку, та її досвід щодо оптичних волокон для виявлення неврологічних захворювань.

Вирішивши об’єднати свої зусилля, щоб допомогти боротися з раком Тонг і Цзя вирішили проблему з нинішніми методами імунотерапії. Вони працювали  над проектом з розробки мініатюрного пристрою для лікування оптичного волокна, який може доставляти імунотерапевтичні антитіла раку, одночасно вимірюючи опір пухлини для контролю ефективності лікування.

Спочатку до їхньої команди входили аспіранти. Ай Лін Чин, студент факультету хімічної інженерії та Цзян Шань, який отримав ступінь доктора філософії у травні 2021 року в галузі електронної інженерії й зараз є науковим співробітником Стенфордського університету. Згодом Юнгйо Джанг і Ліцянь Ніу, доктори філософії хімічної інженерії, рекомендовані Тонгом; і Ліу Лі, професор біологічних наук, експерт з імунології, який приєднався до дослідників.

Використовуючи вбудовані в електроди оптичні волокна, які мають спеціальні механізми, що охоплюють курс за декілька тижнів. Також поєднують доставку антитіл із блокадою локальної імунної контрольної точки з фотодинамічною терапією. Дослідники змогли отримати стійкий протипухлинний імунітет з повним скороченням пухлини в декількох моделях. Щоб перевірити, чи мають вилікувані миші «імунну пам’ять» проти пухлин, дослідники ввели пухлинні клітини цим мишам. З'ясувалось, що жодна з вилікуваних мишей не мала повторного росту пухлини.

«Ми можемо ввести антитіла через наше мініатюрне волокно до пухлини, щоб активувати Т-клітини навколо пухлинних клітин і додатково викликати протипухлинний імунітет, залучаючи більше Т-клітин у ложе пухлини, – сказав Джіа. – Це в кінцевому підсумку створить міцний протипухлинний імунітет, оскільки ми бачимо накопичені Т-клітини пам’яті в пухлинах і лімфатичних вузлах».

Підхід команди до лікування, від місцевого до системного, дуже відрізняється від традиційного лікування, яке використовує тільки системний метод введення, сказав Тонг. І цей підхід усуває антитіла, які викликають токсичність, перш ніж потрапити до пухлини.

Тонг зауважив, що дослідження показало, що вимірювання електричних сигналів пухлини (імпедансу пухлини) за допомогою нового пристрою є швидким і дозволяє контролювати зростання пухлини в режимі реального часу, що значно відрізняється від звичайних методів візуалізації пухлин на основі контрастних речовин.

«Коли пухлина розростається, показник імпедансу відповідно збільшується; коли розмір пухлини зменшується через лікування антитілами, ми також бачимо, що розмір пухлини зменшився», – сказала Цзя.

У Nature Communications, багатодисциплінарному журналі з відкритим доступом, присвяченому публікації високоякісних досліджень у біологічній, медичній, фізичній, хімічній областях, нещодавно була опублікована стаття. Вона пояснює роботу дослідників «Імплантовані оптичні волокна для доставки імунотерапевтичних засобів та вимірювання імпедансу пухлини».

Опубліковані статті у журналі, мають на меті представити важливі досягнення, які мають значення для спеціалістів у кожній галузі.

«Ми з Цзя розпочали це дослідження як молоді, повні  ентузіазму викладачі Virginia Tech, які сподівалися, але не були впевнені в результаті, – сказав Тонг. – Ми дуже задоволені, що наша співпраця зробила внески у досягненні кращих результатів для пацієнтів, які проходять імунотерапію раку. Ми заохочуємо інших молодих професорів інженерного коледжу об’єднати зусилля, які можуть відкрити нові можливості в галузі біомедичної інженерії».

ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ:

• Вчені створили новий тип імунотерапії, що допоможе у лікуванні онкології
• Новий аналіз крові дозволить виявити 50 видів раку
• Вчені досліджують, чому імунотерапія ефективна не для всіх онкопацієнтів