دانشمندان راهی برای تولید نامحدود سلول‌های ایمنی ضدسرطان کشف کردند

پژوهشگران مرکز سلول‌های بنیادی (USC) موفق شده‌اند روشی نوآورانه برای تولید و تکثیر نامحدود پیش‌سازهای سلول‌های ایمنی توسعه دهند؛ دستاوردی که می‌تواند مسیر توسعه نسل جدیدی از ایمونوتراپی‌های سلولی را هموار کند. نتایج این مطالعه که در مجله معتبر Cell منتشر شده، نشان می‌دهد این سلول‌ها را می‌توان به‌صورت ژنتیکی مهندسی کرد تا سلول‌های سرطانی را شناسایی کنند، پاسخ ایمنی را تقویت کنند و حتی به‌عنوان درمان‌های «آماده مصرف» (Off-the-shelf) مورد استفاده قرار گیرند.

پیش‌سازهای ماکروفاژ؛ هدف جدید درمان‌های سلولی

این پژوهش بر روی پیش‌سازهای گرانولوسیت-مونوسیت (Granulocyte-Monocyte Progenitors یا GMPs) متمرکز است؛ سلول‌هایی که توانایی تبدیل شدن به ماکروفاژها و چندین نوع دیگر از سلول‌های سیستم ایمنی را دارند.

ماکروفاژها از مهم‌ترین سلول‌های دفاعی بدن هستند که علاوه بر مقابله با عوامل بیماری‌زا، می‌توانند وارد بافت تومور شوند، سلول‌های سرطانی را از بین ببرند و سایر اجزای سیستم ایمنی را برای حمله به سرطان فعال کنند. به همین دلیل، طی سال‌های اخیر به یکی از گزینه‌های امیدوارکننده در ایمونوتراپی سرطان، به‌ویژه تومورهای توپر، تبدیل شده‌اند.

کشف ویژگی غیرمنتظره در سلول‌های پیش‌ساز

یکی از مهم‌ترین یافته‌های این مطالعه، اثبات قابلیت خودنوزایی (Self-renewal) در سلول‌های GMP بود؛ ویژگی‌ای که پیش از این تقریباً به‌طور انحصاری به سلول‌های بنیادی خون‌ساز نسبت داده می‌شد.

پژوهشگران نشان دادند که این پیش‌سازها، در شرایط آزمایشگاهی مناسب، می‌توانند بارها تقسیم شوند و در عین حال ویژگی‌های مولکولی و توانایی تولید سلول‌های ایمنی عملکردی خود را حفظ کنند.

به گفته دکتر چی-لانگ یینگ (Qi-Long Ying)، استاد زیست‌شناسی سلول‌های بنیادی و پزشکی بازساختی در دانشکده پزشکی کک دانشگاه USC و نویسنده ارشد مطالعه:

«سال‌ها تصور می‌شد تنها سلول‌های بنیادی خون‌ساز قابلیت خودنوزایی طولانی‌مدت دارند. اما ما نشان دادیم که پیش‌سازهای GMP نیز در شرایط مناسب می‌توانند این ویژگی را حفظ کنند. این کشف، بستری مقیاس‌پذیر برای توسعه درمان‌های سلولی در سرطان، بیماری‌های عفونی و حتی بسیاری از بیماری‌های دیگر فراهم می‌کند.»

رفع محدودیت‌های ماکروفاژدرمانی

اگرچه ماکروفاژها گزینه‌ای جذاب برای درمان سرطان محسوب می‌شوند، اما استفاده مستقیم از آنها با مشکلات متعددی همراه است؛ از جمله:

• تکثیر دشوار در خارج از بدن
• مهندسی ژنتیکی پیچیده
• آسیب‌پذیری هنگام انجماد و نگهداری
• تجمع در اندام‌هایی مانند ریه و کبد به جای توزیع مناسب در بدن

برای غلبه بر این محدودیت‌ها، پژوهشگران به‌جای استفاده از ماکروفاژهای بالغ، روی سلول‌های GMP تمرکز کردند.

آنها با استفاده از یک ترکیب شیمیایی اختصاصی، از بلوغ این سلول‌ها جلوگیری کرده و موفق شدند آنها را برای مدت طولانی در آزمایشگاه تکثیر کنند، بدون آنکه توانایی تولید سلول‌های ایمنی را از دست بدهند.

ساخت سلول‌های CAR-GMP برای مقابله با سرطان

پژوهشگران در ادامه، سلول‌های GMP را به‌صورت ژنتیکی مهندسی کردند.

در این روش، سلول‌ها به گیرنده آنتی‌ژنی کایمریک (Chimeric Antigen Receptor یا CAR) مجهز شدند تا بتوانند نشانگرهای اختصاصی سلول‌های سرطانی را شناسایی کنند.

علاوه بر این، یک سیگنال ایمنی دوم نیز به سلول‌ها افزوده شد تا سلول‌های ایمنی اطراف را فعال کرده و پاسخ لنفوسیت‌های T علیه تومور را تقویت کند.

نکته قابل توجه آن است که این سیگنال حتی در شرایط عدم تطابق ایمنی بین اهداکننده و گیرنده نیز عملکرد خود را حفظ می‌کند؛ موضوعی که می‌تواند امکان تولید درمان‌های آماده مصرف (Off-the-shelf) را فراهم سازد و نیاز به ساخت درمان اختصاصی برای هر بیمار را کاهش دهد.

نتایج امیدوارکننده در مدل‌های حیوانی

پس از مهندسی و تکثیر سلول‌های GMP انسانی و موشی، پژوهشگران آنها را در مدل‌های حیوانی بررسی کردند.

نتایج نشان داد این سلول‌ها پس از تزریق، در مغز استخوان و سایر بافت‌های خون‌ساز مستقر شده و به‌طور مداوم ماکروفاژها و سایر سلول‌های ایمنی مهندسی‌شده تولید می‌کنند.

در مدل‌های سرطان‌های خونی و همچنین تومورهای توپر، سلول‌های CAR-GMP موجب کند شدن روند پیشرفت بیماری شدند و افزودن سیگنال تقویت‌کننده ایمنی، اثربخشی درمان را بیش از پیش افزایش داد.

کاربردهای فراتر از سرطان

کاربرد این فناوری ممکن است تنها به درمان سرطان محدود نباشد.

پژوهشگران این روش را در مدل حیوانی بیماری گرانولوماتوز مزمن (Chronic Granulomatous Disease) نیز آزمایش کردند.

در این مدل، درمان با سلول‌های GMP توانست توانایی مقابله با عفونت‌های باکتریایی را بازیابی کند؛ یافته‌ای که نشان می‌دهد این فناوری می‌تواند در درمان برخی بیماری‌های نقص ایمنی نیز کاربرد داشته باشد.

چشم‌انداز آینده

پژوهشگران معتقدند آینده ایمونوتراپی تنها به طراحی گیرنده‌های CAR پیشرفته‌تر وابسته نیست، بلکه انتخاب مرحله مناسب تکامل سلول ایمنی نیز نقش تعیین‌کننده‌ای در موفقیت درمان خواهد داشت.

اگر این یافته‌ها در مطالعات انسانی نیز تأیید شوند، پیش‌سازهای GMP می‌توانند به بستری جدید برای تولید نسل آینده درمان‌های سلولی تبدیل شوند؛ درمان‌هایی که علاوه بر سرطان‌های خونی، در تومورهای توپر نیز اثربخشی بیشتری داشته باشند.

جمع‌بندی

مطالعه جدید پژوهشگران دانشگاه USC نشان می‌دهد پیش‌سازهای گرانولوسیت-مونوسیت را می‌توان در مقیاس وسیع تکثیر، مهندسی ژنتیکی و به سلول‌های ضدسرطان تبدیل کرد. این فناوری، با فراهم کردن منبعی پایدار از سلول‌های ایمنی مهندسی‌شده، می‌تواند بسیاری از محدودیت‌های درمان‌های فعلی را برطرف کند و زمینه‌ساز توسعه نسل جدیدی از ایمونوتراپی‌های سلولی برای سرطان و حتی برخی بیماری‌های نقص ایمنی باشد. با این حال، این یافته‌ها هنوز در مرحله پیش‌بالینی قرار دارند و برای ورود به کاربرد بالینی به کارآزمایی‌های انسانی نیاز است.