به گزارش پایگاه اطلاع‌رسانی بنیان، دانشمندان دانشگاه کالیفرنیای جنوبی (USC) راهی برای تولید منبع تجدیدپذیر سلول‌های ایمنی مبارزه با سرطان کشف کرده‌اند که جهت‌گیری امیدوارکننده‌ای برای درمان سرطان باز می‌کند. این پژوهشگران با کار بر روی سلول‌های نابالغ که می‌توانند به مدافعان ایمنی قدرتمند تبدیل شوند، سیستمی ایجاد کرده‌اند که قادر به تولید تعداد زیادی سلول مهندسی‌شدهٔ ژنتیکی است که تومورها را شناسایی می‌کنند و به فعال‌سازی دفاع‌های طبیعی بدن کمک می‌نمایند. این پیشرفت که در مطالعه‌ای منتشرشده در مجلهٔ Cell توصیف شده است، می‌تواند به غلبه بر برخی از بزرگ‌ترین موانع پیش روی ایمونوتراپی سرطان، از جمله دشواری تولید تعداد کافی سلول ایمنی و حفظ فعالیت آنها در بدن، کمک کند. در آزمایش‌های انجام‌شده بر روی موش‌ها، سلول‌های مهندسی‌شده در مغز استخوان مستقر شدند، سلول‌های ایمنی جدید تولید کردند و پیشرفت هر دو نوع سرطان خونی و تومورهای جامد را کند کردند. تیم به رهبری مرکز سلول‌های بنیادی USC بر روی نوعی سلول ایمنی نابالغ به نام پیش‌سازهای گرانولوسیت-مونوسیت (GMPs) متمرکز شد. این سلول‌ها به‌طور معمول به ماکروفاژها و سایر سلول‌های ایمنی تبدیل می‌شوند که از بدن در برابر عفونت‌ها محافظت می‌کنند و در پاسخ‌های ایمنی شرکت دارند. پژوهشگران دریافتند که GMPها می‌توانند به‌طور گسترده در آزمایشگاه رشد کنند و در عین حال توانایی خود را برای تبدیل به سلول‌های ایمنی عملکردی حفظ نمایند. آنها همچنین می‌توانند از نظر ژنتیکی اصلاح شوند تا نشانگرهای سرطانی خاص را شناسایی کنند و پاسخ‌های ایمنی گسترده‌تر را تقویت نمایند. چی لانگ یینگ، نویسندهٔ مسئول این مقاله و استاد زیست‌شناسی سلول‌های بنیادی و پزشکی بازساختی در دانشکدهٔ پزشکی کِک USC، می‌گوید: «این مطالعه یک پلتفرم GMP مقیاس‌پذیر و قابل‌مهندسی برای ایمونوتراپی سلولی ایجاد می‌کند و مفاهیمی را معرفی می‌کند که معتقدیم می‌تواند پیامدهای گسترده‌ای برای ایمونوتراپی سرطان و زیست‌شناسی سلول‌های بنیادی داشته باشد.» این کشف، فراتر از کاربردهای بالقوه‌اش در درمان سرطان، درک دیرینه‌ای از چگونگی تکامل خون و سلول‌های ایمنی را به چالش می‌کشد. سلول‌های بنیادی به توانایی خود در خودتجدیدی معروف هستند، به این معنی که می‌توانند مکرراً تقسیم شوند و خواص اصلی خود را حفظ کنند.

سلول‌های پیش‌ساز گرانولوسیت-مونوسیت (GMPs) — منبع تجدیدپذیر سلول‌های ایمنی
دانشمندان دانشگاه کالیفرنیای جنوبی (USC) راهی برای تولید منبع تجدیدپذیر سلول‌های ایمنی مبارزه با سرطان کشف کرده‌اند که جهت‌گیری امیدوارکننده‌ای برای درمان سرطان باز می‌کند. تیم به رهبری مرکز سلول‌های بنیادی USC بر روی نوعی سلول ایمنی نابالغ به نام پیش‌سازهای گرانولوسیت-مونوسیت (GMPs) متمرکز شد. این سلول‌ها به‌طور معمول به ماکروفاژها و سایر سلول‌های ایمنی تبدیل می‌شوند که از بدن در برابر عفونت‌ها محافظت می‌کنند و در پاسخ‌های ایمنی شرکت دارند. پژوهشگران دریافتند که GMPها می‌توانند به‌طور گسترده در آزمایشگاه رشد کنند و در عین حال توانایی خود را برای تبدیل به سلول‌های ایمنی عملکردی حفظ نمایند.

چالش درک سنتی از تکامل سلول‌های خونی
این کشف، فراتر از کاربردهای بالقوه‌اش در درمان سرطان، درک دیرینه‌ای از چگونگی تکامل خون و سلول‌های ایمنی را به چالش می‌کشد. سلول‌های بنیادی به توانایی خود در خودتجدیدی معروف هستند، به این معنی که می‌توانند مکرراً تقسیم شوند و خواص اصلی خود را حفظ کنند. در سیستم خون‌ساز، این توانایی به‌طور سنتی عمدتاً با سلول‌های بنیادی خون‌ساز مرتبط بوده است که می‌توانند همهٔ انواع اصلی سلول‌های خون و ایمنی را تولید کنند. در مقابل، سلول‌های پیش‌ساز در مراحل بعدی تکامل قرار دارند و قبلاً متعهد به تولید طیف محدودتری از سلول‌ها شده‌اند. پژوهشگران USC نشان دادند که GMPها می‌توانند این توانایی را تحت شرایط آزمایشگاهی به‌دقت کنترل‌شده حفظ کنند.

 چرا ماکروفاژها می‌توانند سلاح‌های قدرتمندی علیه سرطان باشند
ماکروفاژها از همه‌کاره‌ترین مدافعان سیستم ایمنی هستند. نام آنها از کلمات یونانی به معنای «خوب‌خورها» گرفته شده است که نشان‌دهندهٔ توانایی آنها در احاطه و بلعیدن باکتری‌ها، سلول‌های آسیب‌دیده و سایر مواد ناخواسته است. برخی ماکروفاژها می‌توانند وارد تومورها شوند و به سلول‌های سرطانی حمله کنند، که آنها را به کاندیدهای جذابی برای ایمونوتراپی سرطان تبدیل می‌کند. ماکروفاژها رویکرد بالقوه متفاوتی را ارائه می‌دهند زیرا به‌طور طبیعی به بافت‌ها مهاجرت می‌کنند و می‌توانند به تومورها نفوذ کنند. با این حال، تبدیل آنها به درمان‌های عملی چندین چالش را به همراه دارد، از جمله دشواری تکثیر در مقادیر زیاد، چالش‌های اصلاح ژنتیکی، و آسیب در طول انجماد و ذخیره‌سازی.

 ایجاد منبع تجدیدپذیر سلول‌های مبارزه با سرطان
به‌جای تلاش برای تولید تعداد زیادی ماکروفاژ بالغ، شی یوئه و همکارانش بر روی GMPها متمرکز شدند. پژوهشگران مخلوطی به‌دقت تعریف‌شده از مواد شیمیایی را توسعه دادند که به GMPها اجازه می‌داد برای دوره‌های طولانی در آزمایشگاه زنده بمانند و تکثیر شوند. این مخلوط از بلوغ زودرس سلول‌ها به سلول‌های ایمنی بالغ جلوگیری کرد و جمعیت تجدیدپذیری از پیش‌سازها را حفظ نمود. حتی پس از گسترش گستردهٔ آزمایشگاهی، GMPها ویژگی‌های مولکولی تعریف‌کنندهٔ خود را حفظ کردند. برای تأیید اینکه این روش قابل بازتولید است، همکاران در آزمایشگاه راوی ماجتی در دانشگاه استنفورد به‌طور مستقل نشان دادند که GMPها می‌توانند برای دوره‌های طولانی حفظ شوند و از نظر ژنتیکی مهندسی گردند.

 مهندسی سلول‌های ایمنی برای شناسایی و حمله به تومورها
تیم در مرحلهٔ بعد بررسی کرد که آیا این سلول‌های پیش‌ساز قابل‌گسترش می‌توانند برای مبارزه با سرطان برنامه‌ریزی شوند. آنها GMPها را از نظر ژنتیکی مهندسی کردند تا حامل یک گیرندهٔ آنتی‌ژن کایمریک (CAR) باشند. این گیرندهٔ مهندسی‌شده به سلول‌های ایمنی اجازه می‌دهد تا یک نشانگر مولکولی خاص را روی سطح سلول‌های سرطانی شناسایی کنند و به هدایت فعالیت آنها به سمت تومورها کمک نمایند. دانشمندان همچنین برخی از سلول‌های پیش‌ساز را به یک سیگنال فعال‌کنندهٔ ایمنی اضافی مجهز کردند. این اصلاح برای جذب و تحریک سلول‌های ایمنی مجاور، از جمله سلول‌های T، طراحی شده بود که می‌تواند به حملهٔ قوی‌تر علیه سرطان کمک کند. سیگنال اضافه‌شده یک مزیت بالقوهٔ مهم دیگر نیز ارائه داد: این سیگنال حتی زمانی که ویژگی‌های ایمنی سلول‌های اهداکننده با سلول‌های گیرنده مطابقت نداشت، مؤثر باقی ماند.

 سلول‌های مهندسی‌شده پیشرفت سرطان را در موش‌ها کند کردند
پس از گسترش و مهندسی موفق GMPها از هر دو موش و انسان، پژوهشگران پتانسیل درمانی آنها را در آزمایش‌های موش بررسی کردند. هنگامی که به موش‌ها تجویز شد، سلول‌های پیش‌ساز در مغز استخوان و سایر مکان‌های مسئول تولید سلول‌های خونی مستقر شدند. این محیط‌ها مکان‌هایی را فراهم کردند که GMPها می‌توانستند ماکروفاژهای مهندسی‌شدهٔ اضافی و سلول‌های ایمنی مرتبط تولید کنند. پژوهشگران سلول‌های مهندسی‌شده را در موش‌های مبتلا به سرطان‌های خونی و تومورهای جامد آزمایش کردند. GMPهای حامل گیرنده‌های CAR پیشرفت بیماری را در هر دو نوع سرطان کند کردند. اثرات حتی زمانی که پیش‌سازها هم گیرنده‌های CAR و هم سیگنال اضافی را حمل می‌کردند، قوی‌تر بود.

 کاربردهای بالقوه فراتر از درمان سرطان
دانشمندان همچنین بررسی کردند که آیا رویکرد آنها می‌تواند به درمان شرایطی که شامل نقص در دفاع‌های ایمنی است کمک کند. در یک آزمایش جداگانه بر روی موش، آنها بیماری گرانولوماتوز مزمن را مطالعه کردند؛ یک اختلال ارثی که توانایی برخی سلول‌های ایمنی را برای از بین بردن میکروب‌های مضر مختل می‌کند. هنگامی که پژوهشگران GMPها را به موش‌های مبتلا به این اختلال تجویز کردند، سلول‌ها توانایی حیوانات را برای مبارزه با عفونت باکتریایی بازگرداندند. این نتیجه نشان می‌دهد که پیش‌سازهای سلول ایمنی تجدیدپذیر و مهندسی‌شدهٔ ژنتیکی ممکن است در نهایت کاربردهایی فراتر از سرطان داشته باشند، از جمله درمان نقص‌های ایمنی ارثی و بالقوه بیماری‌های عفونی.

 درس گسترده‌تر — اهمیت مرحلهٔ تکاملی سلول
درس گسترده‌تر، به گفتهٔ پژوهشگران، این است که مرحلهٔ تکاملی یک سلول ایمنی ممکن است به همان اندازه اصلاحات ژنتیکی که برای تبدیل آن به یک درمان استفاده می‌شود، مهم باشد. با مهندسی سلول‌ها قبل از بلوغ کامل، دانشمندان ممکن است بتوانند درمان‌هایی ایجاد کنند که تولید آنها آسان‌تر، سازگارتر و قادر به حفظ منبع مداوم مدافعان ایمنی تخصصی باشند. یینگ می‌گوید: «مطالعهٔ ما نشان می‌دهد که آیندهٔ ایمونوتراپی ممکن است نه تنها به طراحی گیرنده‌های CAR بهتر، بلکه به انتخاب مرحلهٔ تکاملی مناسب سلول نیز بستگی داشته باشد.» این یافته می‌تواند پیامدهای گسترده‌ای برای توسعهٔ درمان‌های سلولی آینده داشته باشد.

پایان مطلب/