Bagaimana sel kekebalan dapat dikontrol untuk membunuh kanker
Dengan merekayasa sel T pembunuh kanker yang dapat dimanipulasi secara noninvasif dengan remote control, para peneliti telah menambahkan fitur yang berpotensi kuat ke jenis imunoterapi yang sudah menjanjikan yang dikenal sebagai terapi sel CAR T.
Sebuah laporan tentang studi tersebut, yang dipimpin oleh University of California, San Diego (UCSD), akan diterbitkan di Prosiding National Academy of Sciences.
Imunoterapi, pendekatan yang relatif baru untuk melawan kanker, memanipulasi dan memperkuat sistem kekebalan pasien untuk menghilangkan tumor.
Salah satu jenis imunoterapi yang muncul dengan cepat adalah terapi sel T reseptor antigen chimeric (sel T CAR).
Dalam terapi sel CAR T, sel kekebalan yang disebut sel T diambil dari seseorang dan dimodifikasi secara genetik di laboratorium sehingga dapat mengenali dan membunuh sel kanker dengan lebih efektif. Sel-sel yang direkayasa kemudian dikalikan dan dimasukkan kembali ke dalam tubuh manusia.
Dirancang untuk membunuh sel kanker
Bagian sel T yang dimodifikasi secara genetik adalah reseptor antigen chimeric (CAR). Ini mengandung berbagai elemen sintetis, termasuk yang dapat mengenali fitur unik sel tumor yang dikenal sebagai antigen terkait tumor, dan yang lainnya yang mengaktifkan sel T untuk membunuh target.
Karena terapi sel CAR T generasi baru telah dikembangkan, CAR menjadi semakin canggih dan memperoleh lebih banyak fitur, termasuk beberapa yang meningkatkan kekuatan anti-tumor dan ketekunan sel T yang dimodifikasi.
Dua terapi sel CAR T baru-baru ini disetujui di Amerika Serikat: satu untuk pengobatan leukemia limfoblastik akut pada anak-anak, dan satu lagi untuk pengobatan limfoma lanjut pada orang dewasa.
Namun, sekarang ada kekhawatiran seputar apakah jenis imunoterapi ini dapat digunakan secara efektif untuk mengobati kanker dengan tumor padat, seperti kanker payudara dan usus besar.
Satu kekhawatiran adalah apakah sel T yang direkayasa dapat dibuat cukup kuat untuk mengatasi resistensi yang dimiliki lingkungan mikro di dalam tumor padat terhadap respons imun.
Renier J. Brentjens, seorang ahli onkologi medis dan pelopor awal terapi sel CAR T, mengatakan bahwa yang dibutuhkan adalah "sel T super".
Dia dan timnya di Memorial Sloan Kettering Cancer Center di New York City, NY, sedang mengerjakan solusi untuk masalah ketahanan lingkungan mikro yang mereka sebut "sel CAR T lapis baja."
Fitur mekanogenetik ditambahkan ke sel T.
Kekhawatiran lain yang menjadi tantangan bagi pengembang terapi adalah bahwa "penargetan non-spesifik sel CAR T terhadap jaringan non-ganas dapat mengancam nyawa," kata Peter Yingxiao Wang, profesor bioteknologi di UCSD dan salah satu peneliti senior pada penelitian baru. belajar.
Dalam laporan jurnal mereka, Prof.Wang dan tim studi lainnya menjelaskan bagaimana mereka menambahkan fitur baru ke terapi sel CAR T di mana sel T membawa modul yang dapat dimanipulasi untuk menghasilkan perubahan gen dan sel melalui ultrasound yang dikendalikan dari jarak jauh dan non-invasif.
Mereka percaya bahwa fitur baru berpotensi membuat terapi sel CAR T lebih kuat dalam melawan kanker dan kecil kemungkinannya untuk menghasilkan efek samping yang merugikan.
Mereka mengatakan bahwa ada "kebutuhan kritis" akan alat yang dapat bekerja dengan cara ini, terutama saat menerjemahkan perlakuan eksperimental baru ke dalam hewan dan manusia.
Pendekatan baru ini merupakan contoh dari mekanogenetika, yaitu bidang baru yang memanipulasi sifat mekanis pada tingkat sel untuk mengubah ekspresi gen dan fungsi sel.
'Presisi dan efisiensi yang belum pernah terjadi sebelumnya'
Tim merekayasa CAR di sel T untuk membawa mechano-sensor yang diisi dengan gelembung mikro yang bergetar saat terkena gelombang ultrasound.
Gelembung mikro mengaktifkan protein yang dikodekan oleh gen yang disebut Piezo Type Mechanosensitive Ion Channel Component 1 (PIEZO1). Protein PIEZO1 adalah "saluran ion yang diaktifkan secara mekanis yang menghubungkan gaya mekanis ke sinyal biologis."
Setelah diaktifkan, saluran PIEZO1 memungkinkan ion kalsium masuk ke sel T. Tindakan ini memicu serangkaian reaksi molekuler yang mengaktifkan gen yang membantu sel T untuk mengenali dan membunuh sel kanker.
"Pekerjaan ini," kata Prof. Wang, "pada akhirnya dapat menghasilkan ketepatan dan efisiensi yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam imunoterapi sel CAR T melawan tumor padat, sambil meminimalkan toksisitas di luar tumor."
"Terapi sel CAR T menjadi pendekatan terapeutik yang mengubah paradigma untuk pengobatan kanker."
Prof Peter Yingxiao Wang
