Технологию CAR-T применили для борьбы со старением клеток в легких и печени
Американские ученые впервые использовали Т-лимфоциты для борьбы с сенесцентными клетками, появление которых сопровождает старение тканей. Для этого они воспользовались технологией CAR-T: модифицировали иммунные клетки так, чтобы они распознавали распространенный на поверхности сенесцентных клеток белок. Метод оказался эффективен не только in vitro, но и in vivo, и улучшил состояние мышей при фиброзе легких и печени, а также при стеатогепатите. Кроме того, в минимальных дозах он не вызвал никаких побочных эффектов. Исследование опубликовано в журнале Nature (Amor et al., Senolytic CAR T cells reverse senescence-associated pathologies).
Сенесцентные клетки, которые накапливаются в тканях при старении, во многом напоминают опухолевые. Они точно так же не выполняют своих основных функций в ткани, но вместо этого запускают перестройку межклеточного вещества, и в них точно так же заблокированы механизмы клеточного самоубийства – апоптоза.
Поэтому в качестве сенолитиков – препаратов, которые призваны очистить ткань от старых клеток – тестируют некоторые противоопухолевые лекарства, так как они действуют избирательно на клетки с заблокированным апоптозом. В отдельных экспериментах сенолитики уже показали свою способность продлевать жизнь мышам и улучшать (правда, пока незначительно) состояние людей с разными возрастными заболеваниями, например, воспалением суставов, фиброзом легких и диабетом.
Корина Амор (Corina Amor) вместе с коллегами из Мемориального онкологического центра имени Слоуна-Кеттеринга в Нью-Йорке предложили использовать против сенесцентных клеток еще одно оружие, изначально придуманное для борьбы с раком, – технологию CAR-T. Это генетически модифицированные Т-лимфоциты, которые экспрессируют ген химерного рецептора, то есть запрограммированы распознавать конкретную молекулу на поверхности клеток и уничтожать ее носителя.
Чтобы выявить белок, по которому удобнее всего отличить сенесцентную клетку от любой другой, авторы работы отсеквенировали РНК в культурах клеток, состаренных разными способами – под действием противоопухолевой терапии, путем экспрессии онкогена или просто длительного выращивания. Они выделили список генов, которые стали интенсивнее работать после превращения клетки в сенесцентные, и сравнили его со списком генов, которые должны работать в норме в жизненно важных органах (по данным Атласа Белков Человека).
В результате в качестве отличительного признака был выбран ген PLAUR, который кодирует белок uPAR – поверхностный рецептор на клетках. По сигналу от него клетки начинают разрушение межклеточного вещества, а в опухоли он передает сигнал о начале движения. После связывания со своим лигандом рецептор uPAR частично расщепляется и оказывается в крови. Его неоднократно обнаруживали в составе SASP – провоспалительного белкового коктейля, который выделяют сенесцентные клетки, и он служит маркером некоторых болезней, таких как почечная недостаточность и диабет. Все это, по мнению авторов статьи, указывает на то, что uPAR – хорошая мишень для CAR-T клеток.
Исследователи проверили, что uPAR действительно экспрессируется на поверхности сенесцентных клеток – не только в культурах, но и в тканях пациентов с возрастными болезнями, например, атеросклерозом и фиброзом печени.
Затем авторы работы создали лимфоциты CAR-T с рецептором к uPAR и проверили на культурах клеток мыши, что они атакуют только те клетки, которые несут uPAR на поверхности. После этого систему протестировали in vivo. Для этого исследователи взяли иммунодефицитных мышей и ввели им в кровь сенесцентные клетки, экспрессирующие люциферазу. Они, как правило, выводятся из организма, но задерживаются в печени. Через некоторое время в печень мышам ввели CAR-T-лимфоциты, и после этого сенесцентных клеток стало существенно меньше.
Фиброз печени у мышей после терапии. Слева направо: обычные Т-лимфоциты, CAR-T клетки против опухоли, CAR-T клетки против uPAR в небольшой и повышенной дозах. Окрашивание на белки внеклеточного вещества (верхний ряд, красный) и сенесцентные клетки (нижний ряд, синий). Рисунок из статьи Amor et al.
Наконец, исследователи проверили, насколько эффективно CAR-T-технология справляется с возрастными болезнями у мышей. В качестве первой модели они использовали животных с аденокарциномой легкого, которых лечили с помощью химиотерапии – этот метод вызывает накопление сенесцентных клеток в тканях. После введения химерных Т-лимфоцитов такие животные прожили существенно дольше контрольных: в среднем около 40 дней против обычных 30. Второй моделью стал фиброз печени – состояние, которое предшествует циррозу и опухолям. В этом случае CAR-T-клетки тоже сработали: количество сенесцентных клеток в печени достоверно снизилось по сравнению с контролем (p<0,001). Наконец, терапия оказалась эффективна и при стеатогепатите – заболевании, при котором ожирение печени сочетается с воспалением. В этом случае также после действия CAR-T сенесцентных клеток стало в три раза меньше, а производительность печени, измеренная в белке крови альбумине, выросла в полтора раза.
Большинство сенолитиков, как и другие противоопухолевые лекарства, вызывают побочные эффекты. И если в критическом состоянии больного ими можно пренебречь, выбирая меньшее из двух зол, то для борьбы со старением организма в целом это может оказаться неприемлемым. Поэтому авторы работы отдельно отмечают, что в минимальных терапевтических дозах терапия не снизила жизнеспособности мышей: они оставались все так же активны, не потеряли в весе и сохранили положенные количества клеток крови. В повышенных дозах у мышей заметили следы цитокинового шторма – гипертрофированного воспалительного ответа – которые, впрочем, исчезли через несколько дней. Дальше ученым предстоит проверить, в каких дозах их метод не вызывает цитокинового шторма, поскольку это осложнение уже вызывало гибель пациентов во время клинических испытаний CAR-T против рака.
Ранее ГМ-лимфоциты уже пытались применить против фиброза, но только в сердце. Кроме того, CAR-T клетки удалось натравить на ВИЧ-инфицированные клетки мышей. А еще CAR-T-лимфоциты можно получить с помощью технологии CRISPR/Cas9, и в 2019 году их уже испытали на первых пациентах с саркомой и миеломой.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
