Современная медицина находится на пороге новой эры, в которой терапия клеток и генетической терапии становится все более использованным средством борьбы с опасными для жизни заболеваниями, такими как рак, генетические заболевания и аутоиммунные состояния. Особенно многообещающим подходом является Т-клеточная терапия, в которой иммунные клетки генетически модифицированы для распознавания и атаки раковых клеток. Несмотря на успехи, одним из основных препятствий для широкого распространения этих методов лечения является отсутствие неинвазивных методов для мониторинга поведения терапевтических клеток в реальном времени в организме.
Революционное решение этой проблемы было недавно представлено междисциплинарной командой в техническом университете Мюнхена (ТУМ). Ученые создали уникальную систему для отслеживания генетически модифицированных клеток с использованием позитронной эмиссионной томографии (пять), основанной на искусственном рецепторе (синтетический белок, DTPA-R), экспрессируемый на поверхности клеток, и радиосвязях лиганда (отслеживание этого позволяет высокочувствительно и специфическая визуализация терапевтических клеток по всему телу. Исследование было опубликовано в оригинальном журнале «Научный журнал». Природная биомедицинская инженерияС
В основе новой технологии лежит белок из семейства Липокалини — анти -кар. Он маленький, стабильный и не вызывает иммунного ответа — качества, которые делают его чрезвычайно подходящим для использования у людей. Ген рецептора DTPA-R является компактным, состоящий только из 774 пар оснований (пары азотных оснований), что делает его удобным для включения в вирусные векторы. При инъекции фторированного лиганда он связан только с клетками, экспрессирующими DTPA-R, что позволяет им отслеживать их через пять сканеров с исключительной чувствительностью до 1 200 клеток в костном мозге мышей и до 500 клеток in vitroС
Преимущества системы также подтверждаются в терапевтических моделях. Исследователи используют CAR T-клетки, модифицированные для выставки DTPA-R для лечения системной лимфомы у мышей. Пять исследований проследили миграцию, пролиферацию и накопление терапевтических клеток в разных тканях, включая костное мозг и лимфатические узлы — в течение 30 дней. Результаты сканирования полностью совпадают с лабораторным анализом тканей и показывают, что автомобильные Т -клетки успешно достигают опухолей — признак того, что лечение действует.
Особенно интересным является применение технологии в генетическом лечении с помощью компаний-ассоциированных вирусов (AAV). Когда вирусы AAV9, несущие ген DTPA-R, вводится, пять сканирования позволяют вам проследить в режиме реального времени, где и насколько активно этот ген экспрессируется в организме. Это имеет решающее значение в разработке генетически основанной на методах лечения, поскольку предоставляет информацию об эффективности введения гена, продолжительности его активности и возможных побочных эффектах в разных дозах.
Новая система преодолевает ограничения существующих подходов к клеточному мониторингу, таких как непосредственно обозначенные наночастицы железа, которые не позволяют делению клеток контролировать и оставаться в организме даже после гибели клеток. В то же время оптические методы, такие как биолюминесценция и флуоресценция, страдают от ограниченной глубины проникновения и неспособности точной анатомической локализации. Напротив, позитронно -эмиссионная томография позволяет высоко чувствительно, количественно и пространственному точному мониторингу, даже в глубоких тканях.
Исследователи также подчеркивают потенциал системы для улучшения благополучия животных. Из -за возможности длительного отслеживания реального времени количество животных, используемых в экспериментах, может быть значительно уменьшено -в соответствии с принципом 3R (замена, снижение и улучшение условий).
Хотя технология еще не установлена клинически, ее безопасность, стабильность и специфичность делают ее многообещающим инструментом для будущего персонализированной медицины. Проходят клинические испытания, которые оценит ее применимость у людей. При успешной реализации система позволила бы неинвазивный мониторинг персонализированного терапии, знакомых с значимым лечением в реальном времени, в более безопасных и эффективных стратегиях исцеления.
Ссылки:
1. Morat V, Fritschle K, Warmuth L, et al. Отслеживание Т-клеток на основе домашних животных и переноса вирусных генов использует репортер клеточной поверхности, который связывается с лантаноидными комплексами. Nat Biomed Eng. 2025; Doi: 10.1038/s41551-025-01415-7
2. Kymriah (Tisagenlecleucel) назначающая информация. Novartis Pharmaceuticals Corporation. США FDA; 2017.
3. Dotti G, Gottschalk S, Savoldo B, Brenner Mk. Проектирование и разработка терапии с использованием Т -клеток химерного антиген -рецептора. Immunol Rev. 2014; 257 (1): 107–126.
4. Ponomarev V, Doubrovin M, Serganova I, et al. Репортерный ген, полученный из человека для неинвазивной визуализации у людей: митохондриальная тимидинкиназа тип 2. J Nucl Med. 2007; 48 (5): 819–826.
5. Kircher MF, Gambhir SS, Grimm J. Неинвазивные методы отслеживания клеток. Nat Rev Clin Oncol. 2011; 8 (11): 677-688.
6. Технологические сети. Новый метод помогает отслеживать иммунные клетки во время иммунотерапии