Zespół naukowców z Instytutu Zintegrowanych Nauk o Komórkach i Materiałach (iCeMS) Uniwersytetu w Kioto opracował białkowe narzędzie terapeutyczne, które może zmienić sposób leczenia chorób wywoływanych przez szkodliwe lub niepożądane komórki. Nowa metoda, opisana w Nature Biomedical Engineering, opiera się na syntetycznym białku nazwanym Crunch (Connector for Removal of Unwanted Cell Habitat). Crunch wykorzystuje naturalny system usuwania odpadów komórkowych organizmu do eliminacji określonych komórek docelowych, co daje nadzieję na skuteczniejsze terapie w onkologii, chorobach autoimmunologicznych i innych schorzeniach, w których patologiczne komórki wyrządzają szkody.
Codziennie miliardy komórek w organizmie człowieka ulegają naturalnej śmierci i są szybko usuwane przez fagocyty – komórki odpornościowe działające jak mikroskopijne „odkurzacze”. W procesie fagocytozy (ściślej: efferocytozy) rozpoznają one sygnały „zjedz mnie” na powierzchni obumierających komórek, a następnie pochłaniają i trawią ich resztki.
– To, co zrobiliśmy, to przeprogramowanie tego naturalnego systemu sprzątania tak, aby celował w żywe komórki, które nie powinny tam być – wyjaśnia pierwszy autor pracy, Yuki Yamato z Graduate School of Biostudies Uniwersytetu w Kioto. – Zmieniliśmy białko S, które normalnie pomaga fagocytom rozpoznawać martwe komórki. Wersja Crunch zamiast wiązać się z komórkami obumierającymi, została wyposażona w możliwość rozpoznawania określonych żywych komórek, np. nowotworowych czy nadaktywnych limfocytów w chorobach autoimmunologicznych.
Badacze zastąpili fragment białka S odpowiedzialny za wykrywanie komórek obumierających specjalnym sensorem rozpoznającym unikalne białka powierzchniowe występujące tylko na niepożądanych komórkach. Sensory te można projektować na zamówienie, aby celować niemal w dowolny typ komórki. Po związaniu się z celem Crunch „podaje” go fagocytom, które następnie eliminują go w naturalnym procesie.
Crunch działa więc jak precyzyjna etykieta dostawcza – nie niszczy komórek bezpośrednio, ale oznacza je tak, aby układ odpornościowy sam je usuwał.
Profesor Jun Suzuki z iCeMS, kierujący badaniami, opisuje eksperymenty na myszach: – Użyliśmy Crunch do usuwania komórek nowotworowych zmodyfikowanych w taki sposób, by łatwiej je śledzić. W innym modelu, dotyczącym tocznia układowego, udało się wyeliminować nadaktywne komórki odpornościowe. W obu przypadkach komórki patologiczne zostały skutecznie usunięte, a objawy choroby uległy złagodzeniu.
Nowe narzędzie może być cenne klinicznie. W przeciwieństwie do złożonej terapii CAR-T, wymagającej pobrania, modyfikacji i ponownego podania komórek pacjenta, Crunch jako terapia białkowa potencjalnie mógłby być dostarczany prostym zastrzykiem.
Co więcej, dzięki wymiennym sensorom celującym, Crunch działa jak platforma terapeutyczna możliwa do adaptacji do wielu chorób. – Możemy korzystać z elementów przeciwciał czy CAR-T jako sensorów rozpoznających cele. To swoisty ekosystem narzędzi terapeutycznych – podkreśla Suzuki.
Obecnie zespół pracuje nad zwiększeniem bezpieczeństwa, łatwości produkcji i skuteczności Crunch w warunkach klinicznych. W przyszłości technologia ta może otworzyć drogę do nowej generacji terapii, które w precyzyjny i naturalny sposób pomogą organizmowi usuwać szkodliwe komórki.
Źródło: Nature Biomedical Engineering, „Phagocytic clearance of targeted cells with a synthetic ligand”
DOI: https://doi.org/10.1038/s41551-025-01483-9
