Selektiv cellavrättning med ljuspulser som aktiverar immunförsvaret mot cancer och inflammation

StockholmForskare vid University of Illinois Urbana-Champaign har utvecklat en ny metod för att döda specifika celler med hjälp av ljus. Detta kan bidra till att behandla cancer och inflammatoriska sjukdomar genom att exakt rikta in sig på skadliga celler. Metoden använder ljus för att eliminera celler och utlöser även en immunrespons.

Nekroptos, också känt som inflammatorisk celldöd, hjälper kroppen att bekämpa sjukdomar. Vid cancer kan dock denna process misslyckas. Cancerceller blockerar ofta inflammatoriska signaler, vilket hjälper dem att överleva. Traditionell behandling använder kemikalier för att döda dessa celler, men dessa behandlingar sprider sig ofta genom kroppen och leder till oönskade biverkningar.

Forskarna använde en metod som kallas optogenetik för att få celler att reagera på ljus. Genom att införa en ljuskänslig gen från växter i cellkulturer från tarmen kunde de koppla denna gen till RIPK3, ett protein som reglerar celldöd.

Så här fungerar det:

• De ljuskänsliga proteinerna aktiveras av blått ljus.
• Detta får proteinerna att samlas ihop.
• RIPK3-proteinet följer med och bildar oligomerer, vilket efterliknar den naturliga aktiveringsvägen.

När RIPK3 aktiveras, bildar det kluster av proteinkomplex. Våra ljuskänsliga proteiner grupperar sig också när de utsätts för blått ljus. Genom att få dessa ljuskänsliga proteiner att samlas, klumpar RIPK3 också ihop sig och aktiveras. Detta är vårt sätt att simulera aktiveringsprocessen, förklarade Teak-Jung Oh, doktorand och huvudförfattare till studien i Journal of Molecular Biology.

Processen förstör inte bara cellen utan startar också en immunreaktion. Cellen frigör cytokiner som påverkar närliggande celler och lockar till sig T-celler. Dessa vita blodkroppar är avgörande för immunsystemet att identifiera och bekämpa hot.

Läs också:

Idag · 22:07

Hemligheter och språk i elisabetanska London avslöjas

Vissa cancerceller gör det svårt för T-celler att tränga in eller känna igen dem som farliga. Genom att få vissa cancerceller att dö via necroptos hoppas vi kunna förändra denna miljö och hjälpa T-celler att lära sig identifiera och attackera cancern, säger Zhang.

För närvarande måste systemet leverera ljus direkt till vävnader, vilket begränsar dess användning hos människor till områden nära huden. Teamet planerar dock att testa sitt system på möss för att få en bättre förståelse för celldöd och immunsvar i cancer och andra inflammatoriska sjukdomar. De vill också undersöka hur denna plattform skulle kunna träna T-celler för immunterapier.

Det är viktigt att förstå hur necroptos fungerar eftersom det har en roll i sjukdomar som neurodegenerativa sjukdomar och inflammatorisk tarmsjukdom. Genom att förstå hur necroptos påverkar dessa tillstånd kan vi utveckla bättre riktade behandlingar.

Detta arbete stöddes av flera institutioner, inklusive:

• Nationella institutet för allmänmedicin
• Nationella institutet för mental hälsa
• Vetenskapsrådet
• Cancercentret i Illinois

Kai Zhang arbetar vid Beckman Institute för Avancerad Vetenskap och Teknologi i Illinois. Forskningen finansierades av National Institutes of Health med bidrag R01GM132438 och R01MH124827.

Denna nya metod kan avsevärt förbättra behandlingen. Den erbjuder exakt vård med färre biverkningar än traditionella metoder. Detta är viktigt för att behandla cancer och inflammatoriska sjukdomar. Fortsatt forskning kommer att avslöja mer om dess potential och leda till nya behandlingar.