Иммуномагнитная сортировка поможет выделить лимфоциты с противоопухолевой активностью

Биологи из Канады и США создали новый метод выделения лимфоцитов, обладающих противоопухолевой активностью. Он основан на иммуномагнитной сортировке клеток и позволяет эффективно выделять нужную популяцию лимфоцитов, что может помочь расширить применение клеточной терапии для лечения опухолей. Статья, рассказывающая о новом методе, опубликована в журнале Nature Biomedical Engineering.

Для борьбы с опухолями часто используют клетки самого организма. Один из таких подходов — создание T-лимфоцитов с химерными рецепторами, подробнее об этом мы рассказывали в материале «Химера против рака». Но иногда можно обойтись и без генных модификаций: существует еще один подход, который основан на выделении лимфоцитов из образца опухоли пациента. Эти лимфоциты могут содержать популяцию клеток, способных распознавать неоантигены — молекулы, которые есть на поверхности опухолевых клеток, но отсутствуют на поверхности здоровых. Обычно количества таких неоантиген-распознающих лимфоцитов недостаточно, чтобы справиться с опухолью. Но если размножить такие клетки in vitro, а затем пересадить обратно пациенту, их активность может стать достаточной для того, чтобы побороть злокачественные клетки. С помощью такого подхода американские медики вылечили пациентку от метастазирующего рака груди, но в настоящий момент широко он не применяется.

Для выделения популяции неоантиген-реактивных лимфоцитов чаще всего используют две технологии сортировки клеток: FACS (Fluorescence-activated Cell Sorting) и MACS (Magnetic-activated Cell Sorting). Они имеют похожий принцип работы: сначала к суспензии клеток добавляют антитела, которые связываются с набором молекул на поверхности лимфоцитов. К антителам «пришивают» флуоресцентную метку (FACS) или магнитную частицу (MACS). Затем прибор формирует капли, содержащие в себе единичные клетки, и разделяет их на основе флуоресценции или намагниченности.

Для эффективной терапии требуются миллиарды антиген-реактивных лимфоцитов. Методы, основанные на FACS и MACS, не позволяют сортировать большие объемы клеток с достаточной скоростью и эффективностью: FACS в процессе работы теряет 50–70 процентов клеток, а MACS захватывает большое количество мертвых клеток, нарушающих частоту популяции. Поэтому, несмотря на хорошие клинические результаты, иммунотерапия опухолей сейчас широко не применяется.

Решением этой проблемы может стать микрофлюидная сортировка — технология, при которой суспензия клеток прогоняется через матрицу небольшого размера, имеющую многочисленные канальцы или впадины, в которых клетки перемешиваются или разделяются. Группа биологов из Канады и США под руководством Шаны О. Келли (Shana O. Kelley) из Университета Торонто объединила микрофлюидную технологию с разделением клеток на основе намагниченности.

Метод назвали MATIC (microfluidic affinity targeting of infiltrating cells). К суспензии, состоящей из лимфоцитов и клеток опухоли, добавляют антитела с «пришитыми» к ним магнитными наночастицами. Затем суспензию клеток помещают в микрофлюидное устройство, которое зажато между двумя магнитами. Когда сила меченой клетки, с которой она притягивается к магнитам, преодолевает силу потока жидкости, клетка захватывается в специальные карманы. Захваченные клетки потом отделяют от магнитных частиц и культивируют.

Пропускная способность метода MATIC (если чистота выделяемой популяции клеток составляла 95 процентов) была в десять раз выше, чем у методов MACS и FACS и достигала 300 миллионов клеток в час (в отличие от 30 миллионов в случае MACS и 8 миллионов в случае FACS). Кроме того, MATIC имел преимущество в цене (матрицы для микрофлюидной сортировки были напечатаны на 3D-принтере и их себестоимость составила всего 10 долларов). Чтобы исследовать противоопухолевую активность выделенных лимфоцитов их вводили мышам с аденокарциномой кишечника. После введения лимфоцитов у мышей замедлялся рост опухоли и увеличивалась выживаемость.

Борьбой с опухолями дело не ограничивается: с помощью модифицированных Т-лимфоцитов ученые удалили сенесцентные клетки из легких и печени. Еще одна модификация Т-лимфоцитов позволила им уничтожать зараженные ВИЧ клетки.

Наталья Кондратенко