За допомогою штучного тимуса можна отримати лімфоцити, які нападатимуть на пухлину, але не чіпатимуть здорові клітини.
Одна з найважливіших функцій імунітету - захист організму від раку. Імунні клітини розпізнають пухлинні по особливих молекулах, які стирчать на мембрані ракових клітин. Але ракові клітини, зі свого боку, докладають всіх зусиль, щоб імунітет їх не помітив. Тому останнім часом в онкології активно розвиваються методи, мета яких - допомогти імунній системі «побачити» пухлину.
Часто для атаки на рак використовують модифіковані Т-лімфоцити. Взагалі саме Т-лімфоцити розпізнають чужорідні молекули на поверхні клітин, заражених вірусом або, наприклад, тих, хто зазнав злоякісного переродження. У самих лімфоцитів є спеціальні мембранні рецептори, які і дозволяють їм виявляти різноманітні молекулярні дивацтва, і, коли таке відбувається, лімфоцит, залежно від власної спеціалізації, або сам вбиває того, кого зустрів, посилає сигнал своїм «колегам», тобто іншим імунним клітинам.
Але часто Т-лімфоцити не можуть розрізнити пухлинні молекули-маркери, і тоді в справу вступають біотехнології: у хворого збирають ці самі лімфоцити, цілеспрямовано натаскують їх в лабораторії на ракові клітини, а потім вводять назад в організм людини. Однак у хворого, по-перше, може не виявитися достатньо Т-клітин для такої процедури, а по-друге, лабораторне тренування займає досить багато часу.
Є інший варіант - взяти потрібну кількість Т-лімфоцитів у якого-небудь донора або скористатися стовбуровими клітинами, з яких можна отримати будь-які інші клітини, в тому числі і імунні. Але тут виникає проблема сумісності: лімфоцити від донора або лімфоцити, вирощені від стовбурових клітин в лабораторії, дуже важко зробити повністю «своїми» для організму хворого. Якщо ж вони хоча б трохи залишаться «чужими», то, з одного боку, організм сам спробує їх знищити, з іншого - такі клітини можуть запустити аутоімунну реакцію, атакуючи здорові тканини.
Тобто проблема полягає в тому, щоб правильно виховати Т-лімфоцит, щоб він сприймав тільки рак, а на звичайні клітини не звертав уваги. У нормі «вихованням» лімфоцитів займається вилочкова залоза, або тимус. У тимусі сидять стовбурові клітини - попередники Т-лімфоцитів, і поступово дозрівають, при цьому заліза перевіряє їх як на здатність взаємодіяти з «чужими» молекулами, так і на здатність реагувати на «своїх».
Якщо виявляється, що лімфоцит реагує на «своїх» як на «чужих», то тимус запускає в такій клітині програму самознищення. З віком вилочкова залоза поступово деградує, і з цим, зокрема, пов'язано те, що хвороби - в тому числі, і злоякісні - у літніх людей виникають легше, ніж у молодих.
Очевидно, що якби у нас на руках було щось на зразок штучного тимуса, то можна було б легко отримувати ефективні і безпечні протиракові лімфоцити. Дослідники з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі саме такий штучний тимус і зробили. Щоправда, йдеться не про повнорозмірний орган, а про так званий органоїд - невелику модель органу, зібрану з клітин. Зараз таких органоїдів роблять все більше, для прикладу можна згадати «мінішлунок», про який ми писали деякий час тому, і цереброїд - структуру, що нагадує шматочок кори мозкових півкуль.
Клітини тимуса створюють спеціальний мікросред, в якому лімфоцити дозрівають і проходять відбір на «профпридатність», і саме таку мікросреду вдалося створити в тривимірній моделі органу. У Т-лімфоцитів, які виходили в ній зі стовбурових клітин, були все ті ж необхідні рецептори, що і у лімфоцитів, які покидають справжній тимус, і працювали вони так само. Важливо, що лімфоцити, які виховувалися в моделі тимуса, не сприймали здорові клітини як хворі, тобто органоїд зумів відсіяти ті клітини, які могли б викликати аутоімунну реакцію.
Потім у «тимоїд» ввели модифіковані попередники лімфоцитів - у цих клітин завдяки впровадженому в них гену з'являвся рецептор проти ракового білка. У статті в Nature Methods сказано, що антиракові попередники лімфоцитів благополучно дозрівали до дорослих Т-клітин, зберігаючи потрібний рецептор і залишаючись байдужими до здорових клітин.
З урахуванням «тимоїда» виходить така схема імунної боротьби з пухлиною: стовбурові клітини крові модифікують так, щоб їхні нащадки могли надійно розпізнавати рак, потім їх відправляють на виховання в штучний тимус, оскільки тільки він зможе відібрати ті лімфоцити, які не будуть атакувати власні тканини організму; далі ці клітини можна витягнути з органоїда- «вихователя» і пересадити хворому.
Втім, про клінічне застосування такого методу говорити поки рано - для початку потрібно оцінити, наскільки він продуктивний і ефективний проти справжнього злоякісного захворювання.