Новый подход, который позволяет в реальном времени визуализировать реакцию иммунной системы на наличие опухолей – без необходимости забора крови или инвазивной биопсии – предлагает потенциальный прорыв как в диагностике, так и в возможности контролировать эффективность лечения рака.
Метод, разработанный в лаборатории члена Института Уайтхеда Хидде Плое и опубликованный на этой неделе в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), использует возможности позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), которая обычно используется для мониторинга рака. метаболизм, чтобы определить области активности иммунных клеток, связанные с воспалением или развитием опухоли.
"Каждый экспериментальный иммунолог хочет контролировать текущий иммунный ответ, но какие есть варианты??" – задает риторический вопрос Плое. "Можно смотреть на кровь, но кровь является транспортным средством для иммунных клеток, а не там, где возникают иммунные реакции. Хирургическая биопсия является инвазивной и неслучайной, поэтому, например, тонкоигольный аспират опухоли может упустить важную особенность этого состояния."
В поисках лучшего подхода к мониторингу Плое использовал два исследовательских инструмента, которые стали основными в его лаборатории в последние годы. Первый использует так называемые однодоменные антитела, известные как VHH, полученные из антител, содержащих только тяжелые цепи, которые вырабатываются иммунной системой животных из семейства верблюжьих. Лаборатория Плоэга иммунизирует альпак – его любимых верблюдов – для получения VHH, специфичных для представляющих интерес иммунных клеток. Второй инструмент, известный как sortagging, маркирует VHH в зависимости от места, чтобы обеспечить отслеживание VHH и их целей у живого животного.
Зная, что ткань вокруг опухолей часто содержит иммунные клетки, такие как нейтрофилы и макрофаги, Плоег и его сотрудники предположили, что соответствующим образом маркированные VHH могут позволить им точно определять местоположение опухоли путем обнаружения связанных с опухолью иммунных клеток. Плое отмечает, что чрезвычайно маленький размер VHH – примерно одна десятая размера обычных антител – вероятно, отвечает за их превосходное проникновение в ткани и, таким образом, делает их особенно подходящими для такого использования.
Для текущего исследования лаборатория создала VHH, которые распознают иммунные клетки мыши, затем пометила эти VHH радиоизотопами и ввела их мышам с опухолями. Последующая ПЭТ-визуализация быстро и точно выявила расположение иммунных клеток вокруг опухоли.
"Нам удалось получить изображения опухолей размером всего один миллиметр, всего через несколько дней после того, как они начали расти," говорит Мохаммад Рашидиан, научный сотрудник лаборатории Плоэга и первый автор статьи PNAS. "Мы очень рады этому, потому что это эффективный способ снять воспаление внутри и вокруг опухоли."
Рашидиан и Плоег полагают, что при дальнейшем усовершенствовании этот метод можно было бы использовать для мониторинга реакции на иммунотерапию рака и, возможно, ее модификации, которая, хотя и была весьма многообещающей, до сих пор имела большой успех в некоторых случаях, но потерпела неудачу в других.
"Чтобы добиться успеха с помощью иммунотерапии, нам нужно больше информации о микросреде опухоли," говорит Рашидиан. "С помощью этого метода вы могли бы, возможно, начать иммунотерапию, а затем, через несколько недель, сделать снимок с помощью VHH, чтобы выяснить прогресс и успех лечения."
Добавляет Ploegh: "ПЭТ-визуализация должна позволить более детально изучить всю опухоль в ее окружении. Тогда мы можем спросить: опухоль выросла?? Иммунные клетки вторглись? Что случилось с опухолью?«И возможность увидеть это, не прибегая к инвазивным вмешательствам, – значительное достижение."