Ученые, которые сообщили о своих результатах 23 ноября 2022 года в журнале ACS Nano, сконструированные клеткоподобные "наночастицы", которые нацелены только на иммунные клетки, вызывающие аутоиммунную реакцию, оставляя остальную часть иммунной системы неповрежденной и здоровой. Наночастицы значительно замедлили, а у некоторых животных даже предотвратили тяжелое заболевание на мышиной модели артрита.

"Потенциальное преимущество этого подхода заключается в том, что он позволит проводить безопасное и долгосрочное лечение аутоиммунных заболеваний, при которых иммунная система атакует свои собственные ткани или органы, используя метод, который не вызовет широкого подавления иммунитета, как это делают современные методы лечения", - говорит старший автор исследования Джеймс Полсон, доктор философии, Сесил Х. и Ида М. Грин, заведующая кафедрой химии в отделе молекулярной медицины в Scripps Research.

Аутоиммунные заболевания, такие как ревматоидный артрит, возникают, когда иммунная система ошибочно атакует собственные ткани или органы человека. Эти заболевания поражают, по оценкам, 10 миллионов человек только в США. Методы лечения доступны и могут быть эффективными для многих пациентов, но они, как правило, подавляют иммунную систему без разбора, создавая повышенную восприимчивость к инфекциям и раку - среди других побочных эффектов.

Полсон и его команда выбрали подход, который нацелен на иммунную систему более узко. Многие аутоиммунные заболевания вызываются иммунными атаками только на один белок в организме пациента, известный как "собственный антиген". Идея, лежащая в основе стратегии наночастиц, заключается в устранении или деактивации только иммунных клеток, которые атакуют этот собственный антиген - подход, который может быть по крайней мере таким же эффективным, как широкое подавление иммунитета, без побочных эффектов. Аутоиммунные заболевания, при которых преобладают иммунные реакции на один аутоантиген, включают некоторые формы артрита, кожные волдыри, известные как пузырчатка, и заболевание щитовидной железы, болезнь Грейвса.

Исследователи, в том числе первый автор Катажина Бжезицкая, доктор философии, научный сотрудник лаборатории Полсона, научный сотрудник Бритни Арлиан и другие сотрудники лаборатории, разработали наночастицы, которые могут дезактивировать два типа иммунных клеток: В-клетки и Т-клетки. На своей поверхности каждая наночастица несла копии целевого аутоантигена, а также молекулу, связанную с сахаром, которая может связываться со специальным рецептором "выключения" на В-клетках, называемым CD22. В-клетки, которые вырабатывают антитела и специфичны к различным антигенам, будут эффективно отключаться, если они одновременно столкнутся как с конкретным антигеном, на который они нацелены, так и со связывающим партнером CD22.

Каждая наночастица также была пропитана мощным соединением под названием рапамицин, стимулирующим выработку иммунных клеток, называемых регуляторными Т-клетками. Т_рег клетки, как они также известны, ответственны за подавление других Т-клеток, необходимых для генерации аутоиммунной атаки. Общая цель исследования состояла в том, чтобы эффективно уничтожить только В- и Т-клетки, которые распознают собственный антиген, оставив остальные популяции В- и Т-клеток нетронутыми.

Исследователи впервые продемонстрировали, что их стратегия, основанная на наночастицах, может повысить толерантность иммунной системы мыши к куриному белку овальбумину, который в противном случае вызвал бы сильную реакцию. Затем они протестировали стратегию на широко используемой мышиной модели артрита, в которой иммунная система мыши генетически предрасположена атаковать собственный антиген, называемый GPI. Ученые показали, что лечение мышей наночастицами, переносимыми GPI, в возрасте трех недель значительно замедлило развитие признаков артрита, которые обычно проявлялись неделю или две спустя. Фактически, около трети мышей оставались без артрита в течение максимального периода наблюдения в 300 дней. Тесты подтвердили, что лечение резко снизило выработку мышами антител против GPI и в то же время повысило их T_рег населения.

Полсон говорит, что его команда планирует продолжить эти многообещающие результаты с дальнейшей оптимизацией стратегии наночастиц.

"Мы смогли "вылечить" треть этих животных в ходе этой ранней демонстрации, и я думаю, что есть потенциал объединить наши наночастицы с другими иммуномодуляторами, чтобы сделать их еще более эффективными", - говорит Полсон. "Итак, это будет нашим следующим шагом - а также демонстрацией нашей технологии против других аутоиммунных заболеваний, вызванных нежелательными иммунными реакциями на собственный антиген".

"Подавление аутоиммунного ревматоидного артрита гибридными наночастицами, которые индуцируют толерантность В- и Т-клеток к аутоантигену", было написано в соавторстве Катажиной Бжезицкой, Бритни Арлиан, Шенгьян Ван, Мериссой Олмер, Мартином Лотцем и Джеймсом Полсоном, все из Scripps Research.

Эта работа частично финансировалась Национальными институтами здравоохранения (R01AI050143, R01AI132790).