Οι λεμφαδένες - μικροσκοπικοί αδένες σε όλο το σώμα, κυρίως στον λαιμό, τις μασχάλες και τη βουβωνική χώρα - αποτελούν μέρος του ανοσοποιητικού συστήματος των θηλαστικών, συμπεριλαμβανομένων των ποντικών και των ανθρώπων.
Εντοπίζονται σε εκατοντάδες σε διάφορες περιοχές, έτσι ώστε τα ανοσοκύτταρα να μην χρειάζεται να ταξιδέψουν μακριά για να ειδοποιήσουν το ανοσοποιητικό σύστημα για επικείμενο κίνδυνο.
«Λειτουργούν ως ένα σημείο προσγείωσης όπου τα «μαχητικά» Τ-κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος, βρίσκονται σε αδράνεια, περιμένοντας το σήμα για να ενεργοποιηθούν και να καταπολεμήσουν λοιμώξεις ή άλλα μη φυσιολογικά κύτταρα», λέει η Natalie Livingston, πρώτη συγγραφέας της έρευνας και ερευνήτρια στο Γενικό Νοσοκομείο της Μασαχουσέτης. «Επειδή οι καρκίνοι μπορούν να ξεγελάσουν τα Τ-κύτταρα για να παραμείνουν αδρανή, ο τεχνητός λεμφαδένας σχεδιάστηκε για να ενημερώνει και να ενεργοποιεί Τ-κύτταρα που εγχέονται ταυτόχρονα με αυτόν».
Για να δημιουργήσουν τον τεχνητό λεμφαδένα, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν υαλουρονικό οξύ, μια ενυδατική ουσία που χρησιμοποιείται συνήθως σε καλλυντικά και λοσιόν και που από τη φύση της βρίσκεται στο δέρμα και τις αρθρώσεις του σώματος. Λόγω των ιδιοτήτων του, το υαλουρονικό οξύ χρησιμοποιείται συχνά σε βιοδιασπώμενα υλικά, όπως επιθέματα επούλωσης πληγών που προορίζονται να εμφυτευθούν ή να εφαρμοστούν στο σώμα. Μεταξύ αυτών των ιδιοτήτων, το υαλουρονικό οξύ μπορεί να συνδεθεί με τα Τ-κύτταρα μέσω ενός υποδοχέα κυτταρικής επιφάνειας.
Οι επιστήμονες του Johns Hopkins δημοσίευσαν πρόσφατα τις λεπτομέρειες των πειραμάτων μιας έρευνας του 2019 στο Advanced Materials που δείχνει ότι το υαλουρονικό οξύ ενισχύει την ενεργοποίηση των Τ-κυττάρων.
Για την τρέχουσα μελέτη, η ομάδα χρησιμοποίησε το υαλουρονικό οξύ ως ‘σκαλωσιά’ για τον νέο της λεμφαδένα και πρόσθεσε μόρια MHC [μείζον σύμπλεγμα ιστοσυμβατότητας (ένα πολυμορφικό και πολυγονιδιακό σύστημα, τα γονίδια του οποίου κωδικοποιούν τα HLA αντιγόνα)] ή απευθείας HLA (ανθρώπινο αντιγόνο ιστοσυμβατότητας), που είναι πρωτεΐνες που υπάρχουν στην επιφάνεια κάθε κυττάρου επιτρέποντας στο ανοσοποιητικό σύστημα να αναγνωρίζει το «εαυτό» από το «ξένο», και τα οποία «ανεβάζουν στροφές» στα Τ-κύτταρα και άλλα συστατικά του ανοσοποιητικού συστήματος. Στη συνέχεια, πρόσθεσαν επίσης μόρια και αντιγόνα κοινά στα καρκινικά κύτταρα για να «διδάξουν» στα Τ-κύτταρα τι να αναζητήσουν.
«Με την προσθήκη διαφορετικών αντισωμάτων στον τεχνητό λεμφαδένα, έχουμε τη δυνατότητα να ελέγχουμε τι να αναζητήσουν τα Τ-κύτταρα που ενεργοποιούνται», λέει η Livingston.
Ο τεχνητός λεμφαδένας που προκύπτει έχει μέγεθος περίπου 150 μικρόμετρα, σχεδόν διπλάσιο από το πλάτος μιας ανθρώπινης τρίχας. Είναι αρκετά μικρός ώστε να παραμένει κάτω από το δέρμα και αρκετά μεγάλος για να μην παρασύρεται στην κυκλοφορία του αίματος.
Οι τρέχουσες θεραπείες που βασίζονται σε κύτταρα απαιτούν την εξαγωγή Τ-κυττάρων από έναν ασθενή, την διαχείρισή τους έξω από το σώμα για την αναγνώριση ενός συγκεκριμένου τύπου καρκίνου και την έγχυσή τους πίσω στον ασθενή.
«Στην προσέγγισή μας εγχέουμε Τ-κύτταρα μαζί με τον τεχνητό λεμφαδένα, τα οποία προετοιμάζονται και εκπαιδεύονται από αυτόν στο εσωτερικό του σώματος. Στη συνέχεια, τα Τ-κύτταρα μπορούν να ταξιδέψουν οπουδήποτε για να καταστρέψουν τα καρκινικά κύτταρα», εξηγούν οι επιστήμονες
Οι ερευνητές δοκίμασαν τον τεχνητό λεμφαδένα σε ποντίκια στα οποία προκάλεσαν την ανάπτυξη μελανώματος ή καρκίνου του παχέος εντέρου. Έξι ημέρες μετά την εμφάνιση των όγκων, τα ποντίκια έλαβαν ενέσεις του τεχνητού λεμφαδένα και των Τ-κυττάρων.
Η ομάδα του Johns Hopkins σύγκρινε τα άρρωστα ποντίκια που έλαβαν μόνο τον τεχνητό λεμφαδένα, με ποντίκια που έλαβαν μόνο Τ-κύτταρα (τα οποία δεν είχαν ενεργοποιηθεί από τον τεχνητό λεμφαδένα) και με ποντίκια που έλαβαν Τ-κύτταρα σε συνδυασμό με μια κατηγορία φαρμάκων ανοσοθεραπείας που ονομάζεται anti-PD-1.
Εννέα ημέρες αργότερα, τα ποντίκια με μελάνωμα και καρκίνο του παχέος εντέρου που έλαβαν συνδυασμό τεχνητού λεμφαδένα, Τ-κυττάρων και του φαρμάκου anti-PD-1 είχαν τα καλύτερα ποσοστά επιβίωσης (3 από τα 7 ήταν ακόμη ζωντανά στις 33 ημέρες) συγκριτικά με άλλες ομάδες που έζησαν μόνο περίπου 26 ημέρες. Αυτή η ομάδα ποντικών εμφάνισε επίσης και τον πιο αργό ρυθμό ανάπτυξης καρκίνου.
Χρειάστηκαν 5 έως 10 ημέρες περισσότερο για να διπλασιαστεί ο καρκίνος τους σε μέγεθος από τις άλλες ομάδες.
Οι επιστήμονες διαπίστωσαν επίσης ότι ο τεχνητός λεμφαδένας προκάλεσε και μια εισροή άλλων ανοσοκυττάρων λειτουργώντας ως μια «ανοσολογικά ενεργή θέση» που ενισχύει περαιτέρω το ανοσοποιητικό σύστημα. Όταν τα Τ-κύτταρα εγχύθηκαν στα ποντίκια παράλληλα με τον τεχνητό λεμφαδένα, ο αριθμός των Τ-κυττάρων αυξήθηκε έως και 9 φορές περισσότερο.
Η Livingston λέει ότι η προσέγγιση των τεχνητών λεμφαδένων είναι διαφορετική από ένα εμβόλιο κατά του καρκίνου, το οποίο συνήθως ενεργοποιεί τα δενδριτικά κύτταρα (τους «βηματοδότες» του ανοσοποιητικού).
Ο τεχνητός λεμφαδένας διδάσκει στα Τ-κύτταρα τι να αναζητούν. Τα άτομα με καρκίνο συχνά αναπτύσσουν δυσλειτουργικά δενδριτικά κύτταρα και ο τεχνητός λεμφαδένας τα παρακάμπτει για να ενεργοποιήσει άμεσα τα Τ-κύτταρα.
Η ερευνητική ομάδα σχεδιάζει να διεξαγάγει πρόσθετες εργαστηριακές μελέτες για να προσθέσει περισσότερα μόρια ανοσολογικής σηματοδότησης στον λεμφαδένα και να στρατολογήσει περισσότερα από τα ανοσοκύτταρα του ξενιστή στο περιβάλλον των τεχνητών λεμφαδένων.
Οι ερευνητές έχουν επίσης υποβάλει αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας που περιλαμβάνει την τεχνολογία που περιγράφεται στην έρευνά τους
