تحولات تازه در حوزه مهندسی سلول‌های ایمنی، افق‌های جدیدی را برای درمان سرطان و بیماری‌های خودایمنی فراهم آورده است. در حال حاضر، محققان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) به وسیله‌ی نانوذرات لیپیدی، تکنیکی نوآورانه طراحی کرده‌اند که سلول‌های ایمنی را به طور مستقیم در بدن تبدیل به جنگجویانی قوی در مقابله با تومورها و سلول‌های ایمنی مضر می‌نماید. این روش نه تنها می‌تواند پیچیدگی و هزینه‌ی درمان‌های کنونی را به طرز چشمگیری کاهش دهد، بلکه زمینه‌سازی برای فراهم‌آوری درمان‌های ساده‌تر و قابل دسترس‌تر برای طیف وسیعی از بیماری‌ها را نیز به ارمغان می‌آورد.
چالش‌های موجود در درمان‌های ایمنی سرطان
در طی یک دهه‌ی گذشته، سازمان غذا و داروی ایالات متحده (FDA) هفت شیوه درمانی مبتنی بر سلول‌های T اصلاح شده‌ی ژنتیکی، معروف به سلول‌های T با گیرنده آنتی‌ژن کایمریک (CAR T)، را برای برخی از انواع سرطان‌ها تأیید کرده است. این درمان‌ها شامل گرفتن خون از بیماران، جداسازی سلول‌های T، اصلاح ژنتیکی آن‌ها برای تولید گیرنده‌های خاص به منظور شناسایی و نابود کردن سلول‌های سرطانی، و سپس کشت و تزریق دوباره آن‌ها به بدن بیمار می‌باشد. این فرآیند پیچیده، نیازمند زمان، هزینه و زیرساخت‌های تخصصی است.
مزایای سلول‌های کشنده طبیعی (NK) در مبارزه با سرطان و بیماری‌های خودایمنی
محققان به تازگی در حال بررسی این موضوع هستند که آیا می‌توان سلول‌های کشنده طبیعی (NK) را به شیوه‌ای مشابه مهندسی کرد یا خیر. یکی از مزایای بارز سلول‌های NK، توانایی آن‌ها در درمان سرطان‌ها و اختلالات خودایمنی ناشی از سلول‌های T غیرطبیعی است. استفاده از سلول‌های CAR T در برابر سلول‌های T معیوب ممکن است منجر به تخریب متقابل آن‌ها شود، اما سلول‌های NK به دلیل ماهیت خاص خود از این مشکل معاف هستند. یوانگ چن، از محققان اصلی، می‌افزاید: «سلول‌های NK قابلیت درمان این بدخیمی‌های سلول T را دارند؛ آن‌ها قادر به درمان سرطان و همچنین بیماری‌های خودایمنی ناشی از سلول‌های T هستند.» دانیل اندرسون، یکی از نویسندگان اصلی این مقاله نیز بر این نکته تأکید می‌کند که چنانچه نانوذرات به بدن بیمار تزریق شوند، فرآیند درمان به شکل قابل توجهی ساده‌تر و هزینه آن کاهش خواهد یافت.
چگونه نانوذرات mRNA سلول‌های ایمنی را برنامه‌ریزی می‌کنند؟
گروه MIT نانوذرات لیپیدی (LNPs) را توسعه داده است که قادرند RNA پیام‌رسان (mRNA) را به داخل سلول‌های کشنده طبیعی منتقل نمایند. این mRNA دستوراتی را برای تولید یک گیرنده آنتی‌ژن کایمریک (CAR) فراهم می‌کند و بدین ترتیب سلول‌های ایمنی اصلاح‌شده به سوی هدف خاصی هدایت می‌شوند. این فناوری قابلیت تطبیق با پروتئین‌های مختلف بسته به نوع بیماری مورد نظر را دارا است. برای مثال، می‌توان برای شناسایی گیرنده‌ای که CD19 را در سلول‌های B یا CD3 را در سلول‌های T (از جمله سلول‌های مسئول واکنش‌های خودایمنی) طراحی کرد. به منظور تسهیل ورود نانوذرات به سلول‌های ایمنی مناسب، محققان سطح آن‌ها را با قطعات آنتی‌بادی پوشش دادند تا با گیرنده‌های موجود بر روی سلول‌های NK تعامل کنند.
نتایج امیدوارکننده در آزمایش‌های موشی
نتایج نخستین آزمایش‌ها نویدبخش بوده است. پس از تزریق نانوذرات به موش‌ها، نزدیک به ۸۰ درصد از سلول‌های NK هدف به طور موفقیت‌آمیز اصلاح شدند. در موش‌های مبتلا به نوع تهاجمی ملانوما، سه از پنج حیوان که با نانوذرات طراحی‌شده جهت هدایت سلول‌های NK به سمت سرطان درمان شدند، بهبودی کامل پیدا کردند. همچنین در موش‌های دارای سیستم ایمنی انسانی‌شده و مبتلا به لنفوم سلول T، پس از پنج دفعه تزریق نانوذرات، تومورهای موجود به طور کامل از بین رفتند.
این نتایج با آنچه از سلول‌های CAR NK که به شیوه‌های سنتی تولید شده بودند (به عنوان مثال با جمع‌آوری سلول‌های NK، بهبود آن‌ها در خارج از بدن و سپس بازگرداندن آن‌ها به موش‌ها) به دست آمده، قابل مقایسه است. افزون بر این، پژوهشگران نشان دادند که این فناوری قابلیت کمک به درمان بیماری‌های خودایمنی نیز دارد. در موش‌های مبتلا به هپاتیت خودایمنی، سلول‌های T خودواکنش‌گر از بین رفته و بافت آسیب‌دیده‌ی کبد پس از حذف سلول‌های ایمنی مضر، به طور قابل ملاحظه‌ای بهبود یافت. این بهبود تنها پس از یک بار تزریق نانوذرات اتفاق افتاد. رابرت لنگر، از محققان برجسته MIT، این مطالعه را نشان‌دهنده‌ی پتانسیل نانوساختارها و کاربردهای آن‌ها در درمان سرطان و دیگر بیماری‌ها می‌داند.
افق‌های جدید درمانی
محققان باور دارند که برنامه‌ریزی سلول‌های کشنده طبیعی در داخل بدن، می‌تواند در آینده درمان‌های جدیدی را برای یک دامنه وسیع‌تری از بیماری‌ها فراهم آورد. بیماری‌هایی نظیر ام‌اس و آرتریت روماتوئید که ممکن است شامل واکنش‌های ایمنی مضر ناشی از سلول‌های T ناکارآمد باشند، هدف‌های بالقوه‌ای برای این تحقیقات محسوب می‌شوند. با وجود اینکه این یافته‌ها امیدبخش هستند، لازم به ذکر است که این آزمایش‌ها در موش‌ها انجام شده و برای سنجش ایمنی و اثربخشی این تکنیک در انسان‌ها، به تحقیقات بیشتری نیاز است.
در صورت موفقیت در بالین، این فناوری می‌تواند درمان‌های مبتنی بر سلول‌های ایمنی مهندسی شده را با جایگزینی روندهای زمان‌بر و ساخت آزمایشگاهی، با تحویل مستقیم دستورالعمل‌های ژنتیکی از طریق نانوذرات، به شکل قابل توجهی در دسترس‌تر کند. این پژوهش با حمایت مالی Sanofi، مرکز نانوپزشکی سرطان Marble و کمک مالی موسسه کوخ از جانب موسسه ملی سرطان به انجام رسیده است.