Terapia komórkami CAR-T polega na wyodrębnieniu komórek odpornościowych zwanych limfocytami T z krwi pacjenta, a następnie ich modyfikacji genetycznej w celu rozpoznawania i niszczenia komórek nowotworowych. To metoda bardzo skuteczna w leczeniu niektórych rodzajów nowotworów. Niestety, wysoki koszt poważnie ogranicza jej zastosowanie.

Jednak nowy sposób wytwarzania tych komórek może znacząco obniżyć koszty. Dzięki wykorzystaniu druku 3D modyfikowane genetycznie komórki można będzie produkować taniej i – co najważniejsze – szybciej. Pacjenci w ciężkim stanie mogą nigdy nie otrzymać terapii, ponieważ ich stan może znacznie się pogorszyć w ciągu około trzech tygodni, które mogą być potrzebne do opracowania odpowiednio dobranej terapii CAR-T.

Typowe postępowanie polega na zmieszaniu komórek z maleńkimi kuleczkami, które aktywują ich intensywne namnażanie. Komórki są również mieszane z nieszkodliwym wirusem, który dostarcza im kod genetyczny białka zwanego chimerycznym receptorem antygenowym (CAR). Białko to atakuje cząsteczki na powierzchni komórek nowotworowych.

Zazwyczaj 30 do 70 procent limfocytów T zostaje pomyślnie przeprogramowanych, a wyższy odsetek wiąże się z lepszymi wynikami.

Następnie wszystkie komórki są namnażane przez kilka tygodni, zanim zostaną ponownie wprowadzone do organizmu, co oznacza, że cały proces może trwać około miesiąca. Poza tym jedna runda takiej terapii może kosztować prawie 400 tys. dolarów – dlatego jest ona dostępna tylko w zamożniejszych krajach.

Judit Guasch Camell z Instytutu Materiałoznawstwa w Barcelonie (Hiszpania) wraz ze współpracownikami wydrukowała w technologii 3D żelowe struktury przypominające teksturę i układ ludzkich węzłów chłonnych, gdzie limfocyty T są zazwyczaj aktywowane po rozpoznaniu zagrożenia.

Wcześniejsze badania sugerują, że limfocyty T wyczuwają fizyczne właściwości węzłów chłonnych, co pomaga im w efektywniejszej aktywacji i proliferacji. Podczas standardowej metody wytwarzania komórek CAR-T komórki T są aktywowane podczas interakcji z płaskimi powierzchniami z tworzywa sztucznego – takimi jak naczynia laboratoryjne czy torby – które nie dostarczają wielu z tych bodźców dotykowych, co ogranicza ich proliferację i pobieranie kodu genetycznego.

Aby przetestować metodę 3D, naukowcy dodali ludzkie komórki T, wirusa kodującego, specyficzne dla nowotworu białko CAR oraz kuleczki do struktur przypominających węzły chłonne. Dla porównania, zmieszali również te same składniki w plastikowych naczyniach.

Pięć dni później około połowy komórek T wyhodowanych standardową metodą z powodzeniem przekształciło się w komórki CAR T, w porównaniu z 75 proc. uzyskanych ze sztucznych węzłów. To sugeruje, że nowe podejście może zmniejszyć ilość niezwykle drogich substancji chemicznych potrzebnych do inżynierii genetycznej komórek CAR-T.

W sztucznych węzłach chłonnych komórki T rosły również około dwa razy szybciej niż w przypadku metody standardowej, co może obniżyć koszty i szybciej zapewnić pacjentom leczenie.

Potrzebne są jednak dalsze badania, aby określić, na ile łatwo - i jakim dokładnie kosztem - można zwiększyć skalę tej metody.

Paweł Wernicki (PAP)

pmw/ zan/