Исследование свойств иммунных клеток для лечения воспалительных заболеваний

Инженеры-биомедики из Duke University разработали самосборный наноматериал, способный помочь ограничить повреждение, вызванное воспалительными заболеваниями, активируя ключевые клетки иммунной системы.

Одним из признаков воспалительных заболеваний, таких как ревматоидный артрит, болезнь Крона и псориаз, является чрезмерная выработка сигнальных белков, называемых цитокины, которые вызывают воспаление. Одним из наиболее значимых воспалительных цитокинов является белок, который называется «фактор некроза опухолей» (Tumor necrosis factor (TNF)). В настоящее время лучшее лечение этих заболеваний предусматривает использование специально изготовленных моноклональных (образующиеся клетками, которые происходят от одной общей клетки) антител, которые предназначены для прицельного действия на TNF, связывание его и уменьшения воспаления.

Хотя моноклональные антитела позволили улучшить лечение воспалительных заболеваний, такая терапия не лишена недостатков, среди которых – высокая стоимость и необходимость регулярно вводить себе инъекции. Самым главным минусом является то, что лекарства также имеют неравномерную эффективность, поскольку иногда могут вообще не работать и не производить никакого влияния на течение заболевания, или в конечном итоге прекращают действовать, поскольку организм учится вырабатывать собственные антитела, которые могут уничтожить препарат, приняв его за чужеродное опасное вещество.

Чтобы обойти эти проблемы, исследователи изучают, как иммунотерапия может помочь научить иммунную систему вырабатывать собственные терапевтические антитела, которые смогут направленно ограничивать воспаление. В новой статье, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences, они описывают новые наноматериалы, которые могут собираться в длинные нановолокна, содержащие специализированный белок C3dg. Эти волокна способны активировать В-клетки иммунной системы для образования антител.

Белок C3dg в норме есть в организме человека: он помогает врожденной иммунной системе и адаптивной иммунной системе коммуницировать, а потому способен активировать специфические белые кровяные клетки и антитела для очистки организма от поврежденных клеток и уничтожения чужеродных веществ. Благодаря способности этого белка взаимодействовать с различными клетками иммунной системы и активировать создание антител, не вызывая воспаление, ученые исследовали, как белок C3dg можно использовать как дополнительную составляющую вакцины, которая может способствовать усилению иммунного ответа на конкретную мишень или патоген.

Создав новый наноматериал, Hainline и Collier смогли испытать эту идею, вплетя ключевые фрагменты белка C3dg с компонентами TNF в нановолокна. Белок C3dg стимулирует образование антител B-клетками, тогда как компоненты TNF помогают распознавать мишень, которую, антителам нужно искать и уничтожать.

Когда команда протестировала свой наноматериал на модели мышей с псориазом, они обнаружили, что нановолокна, содержащие белок C3dg, были такими же эффективными, как и терапия моноклональными антителами. И, поскольку белок C3dg обычно содержится в организме, на него не образовывалась аутоиммунная реакция.

Изучив модель псориаза, команда сделала удивительное открытие – белок C3dg не просто стимулировал выработку антител в В-клетках, он также влиял на ответ Т-клеток, которые отвечают за клеточный иммунитет.

Что касается следующих шагов, команда надеется продолжить исследовать механизмы этой полезной активации Т-клеток. Они также проведут дополнительные эксперименты, чтобы исследовать реакцию на подобные наноматериалы в моделях ревматоидного артрита. Эта работа четко указывает на то, что наноматериалы, включающие белок C3dg, требуют дальнейшего развития как часть иммунотерапии.

Источник: https://www.sciencedaily.com/releases/2021/04/210414202446.htm