Опухолевые заболевания - серьезная проблема общественного здравоохранения 21 века. Ежегодно во всем мире регистрируют более 20 миллионов новых случаев заболевания раком.
Возникновение опухолевых клеток в основном обусловлено повреждением ряда генов, что обеспечивает бессмертие раковым клеткам и устойчивость к иммунитету организма.
Возвращение способности иммунным клеткам организма распознавать раковые клетки –активация противоопухолевого иммунитета - считается перспективным методом борьбы с раковыми заболеваниями.
В ряде работ коллег из Института цитологии РАН была предложена и подтверждена гипотеза о возможности использовать белок Hsp70 для активации противоопухолевого иммунитета. Белок Hsp70 – белок теплового шока, который синтезируется всеми типами клеток организма, в том числе, опухолевыми. Показано, что доставка к опухолевым клеткам белка Hsp70 извне приводит к активации иммунных клеток организма (цитотоксических Т-лимфоцитов и натуральных киллеров) и приобретению ими способности распознавать раковые клетки, которые до этого момента имели способность ускользать от иммунного надзора.
На сегодняшний день, ряд препаратов, основнных на Hsp70, прошли клинические испытания, но ни один из них не нашел применение в клинической практике. Одна из причин – недостаточно эффективное накопление в клетках белка Hsp70, или его низкая биодоступность. Повышение эффективности доставки Hsp70 в опухолевые клетки позволило бы решить эту проблему.
Это вдохновило ученых отделения молекулярной и радиационной биофизики НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ использовать растительные везикулы для увеличения эффективности доставки в раковые клетки белка Hsp70. Растительные везикулы – наноразмерные пузырьки сферической формы, которые секретируются растительными клетками.
В работе ученые протестировали возможность нагрузить такие везикулы, полученные из сока грейпфрута (GEVs), белком Hsp70 и оценили их эффективность в подавлении роста опухоли на клеточных и животной модели рака толстой кишки. Также они проанализировали вовлеченность в наблюдаемые эффекты иммунной системы.
«В ходе работы мышам были привиты опухолевые клетки с добавлением белка Hsp70 («Свободный Hsp70») и нагруженных белком HSP70 везикул грейпфрута (GEV-Hsp70). В результате, мы наблюдали увеличение продолжительности жизни животных и уменьшение размеров опухоли при введении Hsp70 в свободной форме и нагруженного в GEV (GEV-Hsp70). При этом количество нагруженного Hsp70 в везикулах грейпфрута было в 20 раз меньше, чем при добавлении свободного Hsp70, при равных наблюдаемых эффектах, что свидетельствует о достижении поставленной цели, а именно повышении эффективности накопления белка Hsp70 в опухолевых клетках. Далее мы также проанализировали вовлеченность иммунной системы в наблюдаемые эффекты. Было показано снижение уровня способствующих прогрессированию опухоли цитокинов в плазме крови мышей, которым вводили Hsp70 в свободной форме и нагруженный в везикулы грейпфрута. Более того, наблюдали появление в селезенках этих животных активированных и нацеленных на опухолевые клетки лимфоцитов», рассказала младший научный сотрудник НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ Луиза Гараева.
Результаты демонстрируют высокую эффективность методики, основанной на введение в состав везикул растений белка Hsp70, для активации противоопухолевого иммунитета.
Работа выполнена при поддержке РНФ (грант № 19-74-20146-п).