Ученые Национального медицинского исследовательского центра гематологии Минздрава России и Московского физико-технического института (МФТИ) разработали новый метод оценки специфичности и чувствительности химерных антигенных рецепторов (CAR).
Метод позволяет более точно оценивать потенциальные побочные эффекты CAR-T-клеточной терапии, что является важным этапом в развитии персонализированного лечения рака. Результаты исследования опубликованы в журнале Biophysical Reports.
CAR-терапия представляет собой один из самых инновационных подходов в лечении рака, основанный на использовании генномодифицированных Т-лимфоцитов пациента. Эти клетки, оснащенные химерными антигенными рецепторами, способны с высокой чувствительностью распознавать и уничтожать раковые клетки. Метод лечения уже продемонстрировал успех в клинической практике, особенно в случае ранее неизлечимых форм рака.
Однако повышение чувствительности CAR-T-клеток сопровождается серьезной проблемой — снижением специфичности. Увеличение чувствительности клеток приводит к тому, что они начинают реагировать не только на раковые клетки, но и на здоровые ткани, что вызывает токсичность и серьезные побочные эффекты. Решение этой проблемы является ключевой задачей для ученых и разработчиков новых методов терапии.
Исследователи из НМИЦ гематологии и МФТИ предложили новый метод оценки специфичности и чувствительности CAR-клеток, основанный на анализе процессов кластеризации рецепторов на поверхности этих клеток. С биофизической точки зрения способность к распознаванию антигенных структур связана с формированием критических кластеров рецепторов. Эти кластеры определяют, насколько точно CAR-клетки способны отличать раковые клетки от здоровых.
Георгий Гурия, заведующий лабораторией математического моделирования биологических процессов НМИЦ гематологии и профессор кафедры физики живых систем МФТИ, объяснил, что процессы кластеризации играют ключевую роль в определении специфичности CAR-клеток. По его словам, ранее в биологии уже было известно о способности рецепторов к кластеризации, но впервые удалось установить связь между этим процессом и уровнем специфичности клеток.
В своей работе ученые разработали математическую модель, которая позволяет оценить вероятность кластеризации рецепторов на поверхности CAR-клеток. Этот метод дает возможность прогнозировать, насколько высокая чувствительность и специфичность будут у конкретных CAR-клеток еще на ранних стадиях разработки. Это особенно важно для предотвращения побочных эффектов на этапе клинических испытаний, когда уже начались биологические тестирования.
В результате своей работы исследователи вывели основное уравнение для оценки цитотоксичности CAR-клеток. Они установили, что размер критического кластера CAR является одним из двух наиболее важных параметров, определяющих эффективность и безопасность терапии. Новый подход позволяет более точно определять оптимальные конфигурации CAR-клеток, что делает разработку более экономичной и безопасной.
Разработанный метод уже получил высокую оценку в профессиональном сообществе и может стать важным инструментом для ученых и разработчиков в области онкологической терапии. Его применение позволит не только повысить эффективность лечения, но и значительно снизить риск побочных эффектов, что является ключевым аспектом в терапии рака.
По словам Георгия Гурии, новое понимание процессов кластеризации и их влияния на специфичность CAR-клеток открывает новые возможности для разработки высокоэффективных методов лечения. Этот подход позволит значительно улучшить качество жизни пациентов, страдающих онкологическими заболеваниями, и повысить их шансы на полное выздоровление.
