Komórki NK zwane „naturalnymi zabójcami” (natural killer cells – NK), które są jednym z elementów nieswoistego układu odpornościowego, posiadają zdolność do zabijania komórek rakowych oraz tych zakażonych wirusem. Jak dotąd opracowano kilka immunoterapii przeciwnowotworowych opartych na tych komórkach, dzięki wykorzystaniu ich umiejętności rozpoznawania zmienionej ekspresji cząsteczek występujących na powierzchni komórek.
NK wykrywają i eliminują komórki, które nie wykazują ekspresji cząsteczek głównego układu zgodności tkankowej (major histocompatibility complex – MHC) – występują one na powierzchni prawidłowych komórek, ale w przypadku komórek nowotworowych ich ekspresja jest zmniejszona lub nieobecna, co stanowi element strategii unikania odpowiedzi immunologicznej. Potrafią one również rozpoznawać cząsteczki występujące na powierzchni komórek nowotworowych o zwiększonej ekspresji, takie jak ligandy indukowane stresem, oraz uwalniać cytokiny w celu wzmocnienia odpowiedzi przeciwnowotworowej, a także wiązać pokryte przeciwciałami komórki rakowe i zabijać je poprzez uwolnienie cytotoksycznych ziarnistości.
Celem badaczy z projektu MATURE-NK było przeanalizowanie obiecujących adekwatności komórek NK oraz rozwinięcie procesów, które odpowiadają za wzmocnienie reaktywności przeciwnowotworowej komórek NK, a także wytwarzanie komórek NK do celów klinicznych. Badania w ramach projektu przeprowadzono dzięki wsparciu z działań „Maria Skłodowska-Curie”, a polegały one na analizowaniu podstawowych i translacyjnych aspektów biologii komórek NK.
Jak wyjaśniają koordynatorka projektu Ulrike Köhl oraz kierownik ds. naukowych Erhard Hofer, komórki NK mogą być namnażane w warunkach ex vivo z krwi dawcy lub generowane z krwiotwórczych komórek macierzystych lub indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPSC), modyfikowane inżynieryjnie i podawane pacjentom w celu wspomagania leczenia nowotworu.
Ponieważ jest to spersonalizowany, ale pracochłonny proces, strategia „gotowych do użycia” przechowywanych w stanie zamrożonym komórek do natychmiastowego zastosowania klinicznego oferowałaby oczywiste korzyści. W ramach działań zmierzających do opracowania immunoterapii opartej na komórkach NK konsorcjum skupiło się na udoskonaleniu metod selekcji fenotypowej i genotypowej dawców oraz w identyfikacji podzbiorów komórek NK o ulepszonej reaktywności.
– Pracowaliśmy nad zwiększeniem reaktywności komórek NK i poprawą odpowiedzi w terapii nowotworów – mówi Hofer. W tym celu konsorcjum powiązało komórki NK z odczynnikami modyfikującymi, które mogą łączyć komórki NK ze specyficznymi komórkami rakowymi bez uszkadzania zdrowych komórek. Jednocześnie aktywują one komórki NK i pomagają im w znajdowaniu celów.
Ponadto zespół projektu badał możliwości modyfikowania genetycznego komórek NK poprzez wprowadzenie chimerycznych receptorów antygenowych (CAR) na ich powierzchnię, podobnie jak to miało miejsce w przypadku komórek CAR-T. Wszystkie te rodzaje terapii komórkowej poddano ocenie z użyciem mysich modeli, w tym nowo opracowanych modeli ludzkiego układu odpornościowego, uzyskując obiecujące wyniki.
Chociaż głównym celem projektu MATURE-NK było opracowanie nowych terapii komórkowych na potrzeby leczenia białaczki, naukowcy zbadali również modyfikacje, które pozwolą pokonać mikrośrodowisko immunosupresyjne guzów litych, tworząc tym samym podstawy do opracowania terapii alternatywnych opornego na leczenie raka.
Przyszłość terapii opartej na komórkach NK
Dużym sukcesem projektu w kontekście zagwarantowania dalszego finansowania badań nad terapią nowotworów opartą na komórkach NK było stworzenie klastra doskonałości badawczej SaxoCell w Lipsku na podstawie prac i wyników otrzymanych w ramach projektu MATURE-NK. Dalsze finansowanie ze środków UE może przynieść znaczący postęp w pracach nad terapią opartą na komórkach NK i przyspieszyć rozpoczęcie badań klinicznych.
Spoglądając w przyszłość, Hofer przewiduje, iż namnażane komórki NK pobrane od pojedynczych dawców oraz pochodzące z komórek macierzystych z krwi pępowinowej w połączeniu z terapiami skojarzonymi z użyciem niektórych znanych substancji wzmacniających staną się częścią rutynowego leczenia białaczki w ciągu 5 lat, natomiast komórki NK „gotowe do użycia” pochodzące z iPSC, a także terapie nowotworów litych będą dostępne za 10–15 lat.
