Иммунитет

Jun 21, 2023

В результате многоцентровых исследовательских усилий была создана модель ткани почек, инфильтрированной иммунной системой, которую можно использовать для изучения целевых и внеопухолевых эффектов биспецифических антител Т-клеток (TCB) и, возможно, других иммунотерапевтических методов. TCB — это новый класс лекарств, которые одним концом прикрепляются к опухолевым клеткам, а другим концом привлекают иммунные клетки, заставляя их убивать опухолевые клетки. Новое исследование было недавно опубликовано в PNAS.

Новая модель «почка на чипе» призвана помочь исследователям решить одну из проблем лечения солидных опухолей с помощью биспецифических антител — уничтожение нецелевых клеток опухоли. В настоящее время не существует человеческих моделей почечной ткани in vitro, которые могли бы в достаточной степени имитировать трехмерную архитектуру, разнообразие клеток и функциональность органов, необходимые для оценки этих эффектов во время доклинических исследований.

Сотрудниками исследования выступила группа биоинженеров и иммуноонкологов из Института биологической инженерии Висса при Гарвардском университете, Гарвардской школы инженерных и прикладных наук имени Джона А. Полсона (SEAS), Гарвардской медицинской школы (HMS) и инновационных центров Рош. в Швейцарии и Германии.

«Вместе с нашими сотрудниками из компании Roche мы расширили нашу модель васкуляризованного почечного органоида на чипе, включив в нее популяцию иммунных клеток, содержащую цитотоксические Т-клетки, способные убивать не только опухолевые клетки, но и другие клетки, презентирующие целевые антигены». сказала член факультета Wyss Core Дженнифер Льюис, доктор медицинских наук, старший автор исследования. «Наша доклиническая модель in vitro на человеке дает важную информацию о том, на какие клетки нацелен данный TCB и какие, если таковые имеются, возникают нецелевые повреждения».

В 2019 году Льюис и его коллеги обнаружили, что подвергание органоидов почек, созданных из плюрипотентных стволовых клеток человека, постоянному потоку жидкости во время их дифференцировки усиливает их васкуляризацию на чипе и созревание клубочков и канальцев по сравнению со статическим контролем. Наблюдения исследователей стали возможны благодаря 3D-печати миллифжидкостного чипа, в котором органоиды почек подвергаются воздействию питательных веществ, а среда, насыщенная факторами дифференцировки, течет с контролируемой скоростью во время их дифференцировки. Устройство-чип позволяет исследователям напрямую наблюдать за тканью почки с помощью конфокальной микроскопии через прозрачное окно в режиме реального времени.

«Учитывая, что эта модель in vitro представляет большинство типов клеток в почках и включает в себя иммунную систему, она может способствовать оценке целевых и нецелевых эффектов ТХБ, а также сложных клеточных взаимодействий», — говорит сасайсид Кимберли Хоман, доктор философии, бывший научный сотрудник лаборатории Льюиса, первый автор первоначальной работы и соавтор нового исследования.

Доклинический инструмент нацеливания на WT-1 TCB (WT1-TCB) был создан для специфического связывания с антигеном WT-1, когда он представлен белком HLA на поверхности клеток-мишеней, в данном случае опухолевых клеток, экспрессирующих WT-1. Команда сначала исследовала, экспрессируется ли нормальный белок WT-1 в какой-либо из ключевых популяций клеток почек. Они обнаружили, что WT-1 экспрессируется подоцитами, но не обнаруживается в клетках проксимальных и дистальных канальцев. Более того, они обнаружили, что значительная часть этих дифференцированных типов клеток почек также экспрессирует HLA.

Чтобы понять специфические целевые эффекты WT1-TCB, исследователи сравнили их с эффектами, продуцируемыми неспецифическим TCB, который может связывать антигены на всех типах клеток почек, и TCB, который может связывать только иммунные клетки. Три соединения вызывали поразительно разные эффекты при введении в модель почечного органоида на чипе вместе с РВМС в условиях высокого потока в течение пяти дней. DP47 вызывал гибель очень небольшого числа клеток, в то время как ESK1-подобный TCB нацеливался и убивал все типы клеток дозозависимым образом, рекрутируя иммунные эффекторные клетки.

«Важно, что наш главный вывод заключался в том, что соединение инструмента WT1-TCB приводило к избирательному уничтожению подоцитов, экспрессирующих WT-1, в органоидах почек, в то же время оно не затрагивало клетки в дистальных и проксимальных канальцах», — отмечает соавтор первого исследования. Катарина Кролл, доктор философии, научный сотрудник лаборатории Льюиса. «Это убедительно демонстрирует, что наша сконструированная in vitro система «органоид-на-чипе» человеческой почки полезна в качестве инструмента доклинической разработки лекарств для оценки целевой и внеопухолевой токсичности ТХБ как нового класса иммунотерапевтических средств».