MIT'li bilim insanları bağışıklık hücrelerini vücut içinde kanser savaşçısına dönüştürdü

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) araştırmacıları, bağışıklık hücrelerini hastanın vücudundan çıkarmadan, doğrudan vücudun içinde kanserle savaşacak hale getiren bir yöntem geliştirdi. Yöntem, doğal öldürücü (NK) hücrelerini hedef alıyor. Bu hücreler, zararlı hücreleri tanıyıp yok etmeleri için programlanabiliyor. Fare deneylerinde tümörler ortadan kalktı, karaciğerdeki hasar da geri döndü.

Laboratuvar yerine nanopartikül

Bugünkü gelişmiş hücre tedavilerinde bağışıklık hücreleri hastadan alınıyor, laboratuvarda değiştiriliyor ve geri veriliyor. MIT ekibi bu zincirin yerine yağ moleküllerinden yapılmış çok küçük parçacıkları, yani lipit nanopartikülleri (LNP) koydu. Parçacıklar haberci RNA (mRNA) taşıyor. Bu talimat, NK hücrelerine kimerik antijen reseptörü (CAR) adı verilen özel bir proteini ürettiriyor. Reseptör sayesinde hücre, hastalıklı hedefi tanıyıp saldırabiliyor.

Ortaya çıkan hücrelere CAR NK hücresi deniyor. Teknoloji, hastalığa göre farklı proteinleri tanıyacak şekilde uyarlanabiliyor. Araştırmacılar bu yaklaşımı iki hedefte denedi: kanserli T hücreleri ve sağlıklı dokuya yanlışlıkla saldıran T hücreleri. Birincisi lenfoma gibi kanserlerle, ikincisi otoimmün hepatit gibi durumlarla ilişkili.

Çalışmanın son yazarı, MIT Kimya Mühendisliği Bölümü profesörü Daniel Anderson. Anderson, CAR NK hücrelerinin üretiminin ciddi zorluklar taşıdığını belirtiyor. Fikrini şöyle özetliyor: Kişinin kendi NK hücrelerini bir CAR yapısıyla değiştirip tümör hücrelerine saldırmayı öğretecek bir nanopartikül verilebilir. Başlıca yazarlar arasında doktora sonrası araştırmacı Yuang Chen ile lisansüstü öğrenciler Julia Monkovic ve Haseeb Mughal var. Robert Langer de çalışmaya katkı sundu. Sonuçlar Nature Biotechnology dergisinde yayımlandı.

Mevcut CAR T tedavileri neden karmaşık?

Son on yılda ABD Gıda ve İlaç Dairesi (FDA), genetiği değiştirilmiş T hücreleri kullanan yedi kanser tedavisini onayladı. Bu tedavilerde T hücrelerine, diğer hücrelerin yüzeyindeki belirli işaretleri tanıyan reseptörler ekleniyor. Hücre hedefiyle karşılaşınca etkinleşiyor ve o işareti taşıyan hücreye saldırıyor. Yöntem özellikle B hücrelerinden kaynaklanan kan kanserlerinde etkili oldu. Bunlar arasında bazı lösemi ve lenfoma türleri ile multipl miyelom var.

Ancak süreç zahmetli. Hastadan kan alınıyor ve özel bir tesise gönderiliyor. Orada T hücreleri ayrılıyor, genetik olarak değiştiriliyor, yeterli sayıya ulaşana kadar çoğaltılıyor. Hazır hücreler sonra hastaneye taşınıp hastaya veriliyor.

NK hücrelerinin avantajı

CAR T hücrelerini hastalıklı T hücrelerine karşı kullanmak, ciddi bir sorun doğuruyor. Hem tedavi hücreleri hem hedefler T hücresi olduğu için, değiştirilmiş hücreler birbirini tanıyıp yok edebiliyor. NK hücreleri ise farklı bir bağışıklık hücresi türü olduğundan bu karışıklık yaşanmıyor. Chen, NK hücrelerinin yalnızca T hücreli kanserleri değil, T hücreli otoimmün hastalıkları da tedavi edebileceğini söylüyor.

Yine de CAR NK hücrelerini vücut dışında üretmek, CAR T üretimindeki özel ekipman, emek ve işlem yükünün büyük kısmını koruyor. MIT ekibi bu yüzden hücreleri "in vivo", yani vücudun içinde değiştirmeyi denedi. Anderson'a göre hastaya yalnızca nanopartikül infüzyonu yapılabilirse süreç çok sadeleşir ve maliyet düşer. Araştırmacılar CAR NK hücresi tedavileri üzerinde çalışıyor, ancak şimdilik hiçbiri FDA onayı almış değil.

Arka plan

NK hücreleri, doğuştan gelen bağışıklığın parçası. Virüs bulaşmış veya kanserleşmiş hücreleri önceden özel bir eğitim gerekmeden tanıyabiliyorlar. Bu yüzden hücre tedavisi için ilgi çekici bir seçenek sayılıyorlar. mRNA ise hücreye geçici bir talimat veren bir molekül. Genetik şifreyi kalıcı biçimde değiştirmeden hücrenin belirli bir proteini üretmesini sağlıyor. Lipit nanopartiküller de mRNA'yı koruyup hücrelere taşıyan araçlar olarak mRNA aşılarından tanınıyor.

Bu çalışmada yeni olan, aynı taşıma mantığının bağışıklık hücrelerini vücutta yeniden programlamak için kullanılması. Hücre üretim tesisine duyulan ihtiyaç böylece azalabilir.

Neden önemli?

Kişiye özel hücre tedavileri güçlü olsa da pahalı ve lojistik açıdan zor. Üretim sürecini ortadan kaldıran bir yaklaşım, bu tedavilerin daha fazla hastaya ulaşmasının önünü açabilir. Ayrıca aynı platformun hem kanserde hem otoimmün hastalıklarda kullanılabilmesi, tedavi seçeneklerini genişletme potansiyeli taşıyor.

Bununla birlikte sonuçlar fare deneylerine dayanıyor. İnsanlarda güvenlik ve etkinlik ancak klinik çalışmalarla gösterilebilir. Bu aşamaya gelinmeden yöntemin hastalara sunulacağı söylenemez. Yine de çalışma, hücre tedavilerinin laboratuvardan çıkıp tek bir infüzyona yaklaşabileceği fikrini somut deneysel veriyle destekliyor.