منوعات

تسريع العلاج بالخلايا التائية CAR: تعمل الجسيمات النانوية الدهنية على تسريع عملية التصنيع

طوّر مهندسو جامعة بنسلفانيا طريقة جديدة لتصنيع خلايا CAR T، والتي تستغرق 24 ساعة فقط وتتطلب خطوة واحدة فقط، من خلال استخدام الجسيمات الدهنية النانوية (LNPs)، وهي مركبات التوصيل القوية التي لعبت دورًا أساسيًا في مشروعي Moderna وPfizer. – لقاحات كوفيد-19 من شركة بايونتك.

بالنسبة للمرضى الذين يعانون من أنواع معينة من السرطان، لم يكن العلاج بالخلايا CAR T أقل من تغيير الحياة. تم تطويره جزئيًا بواسطة كارل جون، أستاذ ريتشارد دبليو فاج في جامعة بنسلفانيا، وتمت الموافقة عليه من قبل إدارة الغذاء والدواء (FDA) في عام 2017. يعمل العلاج بالخلايا التائية CAR T على تعبئة أجهزة المناعة لدى المرضى لمحاربة سرطان الغدد الليمفاوية وسرطان الدم، من بين أنواع السرطان الأخرى.

ومع ذلك، فإن عملية تصنيع خلايا CAR T نفسها تستغرق وقتًا طويلاً ومكلفة، وتتطلب خطوات متعددة على مدار عدة أيام. تتضمن أحدث التقنيات استخراج الخلايا التائية من المرضى، ثم تنشيطها باستخدام خرزات مغناطيسية صغيرة، قبل إعطاء الخلايا التائية تعليمات وراثية لصنع مستقبلات المستضد الخيميري (CARs)، وهي المستقبلات المتخصصة التي تساعد الخلايا التائية على قتل الخلايا السرطانية.

الآن، طور مهندسو بنسلفانيا طريقة جديدة لتصنيع خلايا CAR T تستغرق 24 ساعة فقط ولا تتطلب سوى خطوة واحدة، من خلال استخدام الجسيمات النانوية الدهنية (LNPs)، وهي شركات توزيع الناقلات القوية التي لعبت دورًا أساسيًا في تطوير Moderna. ولقاحات فايزر-بيونتك لكوفيد-19.

في مقال جديد في مواد متطورة، يصف مايكل ج. ميتشل، الأستاذ المشارك في الهندسة الحيوية، إنشاء “الجسيمات الدهنية النانوية المنشطة” (aLNPs)، والتي يمكنها تنشيط الخلايا التائية وتقديم التعليمات الجينية لخلايا CAR في خطوة واحدة، مما يبسط بشكل كبير عملية تصنيع خلايا CAR T. تقول آن ميتزلوف، طالبة الدكتوراه وباحثة الدراسات العليا في NSF في مختبر ميتشل والمؤلفة الرئيسية للورقة البحثية: “أردنا الجمع بين هذين المجالين البحثيين الواعدين للغاية”. “كيف يمكننا تطبيق الجسيمات النانوية الدهنية على العلاج بالخلايا CAR T؟”

وعلى نحو ما، تعمل الخلايا التائية وكأنها وحدة احتياطية عسكرية: ففي أوقات الصحة، تظل غير نشطة، ولكن عندما تكتشف مسببات الأمراض، فإنها تحشد، وتزيد أعدادها بسرعة قبل أن تحول انتباهها إلى التهديد. يشكل السرطان تحديًا فريدًا لاستراتيجية الدفاع هذه. نظرًا لأن الخلايا السرطانية تنتمي إلى الجسم، فإن الخلايا التائية لا تعالج السرطان تلقائيًا باعتباره خطيرًا، ومن هنا تأتي الحاجة إلى “تنشيط” الخلايا التائية أولاً وتوصيل CARs للكشف عن السرطان كجزء من العلاج بالخلايا التائية CAR.

حتى الآن، كانت الطريقة الأكثر فعالية لتنشيط الخلايا التائية هي استخراجها من دم المريض ثم خلط تلك الخلايا بخرزات مغناطيسية مرتبطة بأجسام مضادة محددة، وهي جزيئات تثير الاستجابة المناعية. يقول ميتزلوف: “الخرز باهظ الثمن”. “يجب أيضًا إزالتها بمغناطيس قبل أن تتمكن من توصيل الخلايا التائية سريريًا. ومع ذلك، فإنك بذلك تفقد أيضًا جزءًا كبيرًا من الخلايا التائية.”

مصنوعة في المقام الأول من الدهون، وهي نفس الجزيئات المقاومة للماء التي تشكل دهون الطبخ المنزلية مثل الزبدة وزيت الزيتون، وقد أثبتت الجسيمات النانوية الدهنية فعاليتها للغاية في توصيل الحمولات الجزيئية الدقيقة. ويمكن لشكلها الذي يشبه الكبسولة أن يحيط ويحمي الحمض النووي الريبوزي المرسال (mRNA)، الذي يزود الخلايا بالتعليمات اللازمة لصنع البروتينات. يقول ميتزلوف إنه بسبب الاستخدام الواسع النطاق للقاحات كوفيد-19، “لقد تم إثبات سلامة وفعالية الجسيمات الدهنية النانوية لدى مليارات الأشخاص حول العالم. »

لدمج LNPs في إنتاج خلايا CAR T، تساءل ميتزلوف وميتشل عما إذا كان من الممكن ربط الأجسام المضادة المنشطة المستخدمة في الخرزات المغناطيسية مباشرة بسطح LNPs. ويقولون إن استخدام LNPs بهذه الطريقة يمكن أن يلغي تمامًا الحاجة إلى تنشيط الخرزات في عملية الإنتاج. يقول ميتزلوف: “هذا أمر جديد، لأننا نستخدم الجسيمات الدهنية النانوية ليس فقط لتوصيل CARs المشفر للmRNA، ولكن أيضًا لبدء حالة تنشيط مفيدة”.

لمدة عامين، قام ميتزلوف بتحسين تصميم aLNP بعناية. كان أحد التحديات الرئيسية هو العثور على النسبة الصحيحة من جسم مضاد إلى آخر. يتذكر ميتزلوف قائلاً: “كان هناك الكثير من الخيارات التي يتعين اتخاذها، لأنه لم يتم القيام بذلك من قبل على الإطلاق”.

من خلال ربط الأجسام المضادة مباشرة بالـ LNPs، تمكن الباحثون من تقليل عدد الخطوات المتضمنة في عملية تصنيع خلايا CAR T من ثلاث إلى واحدة وتقليل الوقت اللازم إلى النصف، من 48 ساعة إلى 24 ساعة فقط. يقول ميتشل: “نأمل أن يكون لهذا تأثير تحويلي على عملية تصنيع خلايا CAR T”. “يستغرق تصنيعها حاليًا وقتًا طويلاً، وبالتالي فهي ليست في متناول العديد من المرضى حول العالم الذين يحتاجون إليها.”

لم يتم بعد اختبار خلايا CAR T المصنوعة باستخدام aLNP على البشر، ولكن في نماذج الفئران، كان لخلايا CAR T المصنوعة باستخدام العملية الموصوفة في المقالة تأثير كبير على سرطان الدم، مما أدى إلى تقليل حجم الأورام، مما يدل على جدوى هذه التكنولوجيا. . .

يرى ميتزلوف أيضًا إمكانات إضافية لـ aLNPs. وتقول: “أعتقد أنه يمكن استكشاف aLNPs على نطاق أوسع كمنصة لتوصيل شحنات أخرى إلى الخلايا التائية”. “لقد أظهرنا في هذه الورقة تطبيقًا سريريًا محددًا، ولكن يمكن استخدام الجسيمات الدهنية النانوية لتغليف العديد من الأشياء المختلفة: البروتينات، وأنواع مختلفة من الرنا المرسال. تتمتع الـ aLNPs بفائدة محتملة واسعة لعلاج سرطان الخلايا التائية ككل، بما يتجاوز هذا الرنا المرسال. التطبيق من خلايا CAR T التي أظهرناها هنا.

أجريت هذه الدراسة في كلية الهندسة والعلوم التطبيقية بجامعة بنسلفانيا، وتدعمها جائزة المبتكر الجديد لمدير المعاهد الوطنية للصحة بالولايات المتحدة (DP2 TR002776)، وهي جائزة مهنية من مؤسسة العلوم الوطنية بالولايات المتحدة (CBET-2145491)، الجائزة الأمريكية لمكافحة السرطان. منحة الباحث العلمي في المجتمع (RSG-22-122-01-ET) والزمالة المهنية لصندوق بوروز ويلكوم للواجهة العلمية. جاء الدعم الإضافي لهذه المقالة والباحثين المشاركين من مجموعة إيمرسون، وزمالات أبحاث الدراسات العليا التابعة لمؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية، وجائزة خدمة الأبحاث الوطنية روث إل. كيرشستين (F31CA260922) من المعاهد الوطنية للصحة، والمعهد الوطني لأبحاث طب الأسنان والوجه القحفي. من المعاهد الوطنية للصحة (T90DE030854)، وزمالة فونتين بجامعة بنسلفانيا، وزمالة نورمان وسلمى كرون، وبرنامج أبحاث السياسات الصحية لمؤسسة روبرت وود جونسون. يشكر الباحثون مركز علم المناعة البشرية في جامعة بنسلفانيا (RRID: SCR_022380) للمساعدة في تحديد مصادر الخلايا التائية البشرية الأولية. يتم دعم HIC جزئيًا بواسطة NIH P30 AI045008 وP30 CA016520.

..

Source link

orcalimaa

المصدر الرئيسي للأخبار والمعلومات الصحية والطبية الموثوقة وفي الوقت المناسب . توفير معلومات صحية ذات مصداقية ومجتمع داعم وخدمات تعليمية من خلال مزج الخبرة الحائزة على جوائز في المحتوى والخدمات المجتمعية وتعليقات الخبراء والمراجعة الطبية .

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

زر الذهاب إلى الأعلى