Американски учени разработват нов начин да се насочат към рака и да го убият без да увредят здрави клетки - нискоинтензивни импулси ултразвук.

В тази нова разработка д-р Питър П. Лий, председател на отдела по имуноонкология на Сити Хоуп и ко-лидер на програмата за имунотерапевтика на рака, и членовете на неговата лаборатория си сътрудничат с Caltech.

"Концепцията се основава на схващането, че раковите клетки имат различни биофизични свойства (размер, форма, твърдост и др.) от нормалните здрави клетки“, коментира проф. Лий. "Ако можете да ударите раковите клетки с правилната честота, предизвиквайки хармоничен резонанс, можете да убивате избирателно тези клетки". Лий казва, че принципът зад хармоничния резонанс не се различава от оперната певица, която може да счупи чаша с гласа си.

"Това, което правим, е да намерим хармоничния резонанс за специфични ракови клетки, за да ги "разбием", така че да бъдат унищожени. Тъй като това е напълно нов начин да се насочите към рака въз основа на биофизичните свойства, раковите клетки не могат да мутират, за да станат резистентни към тази терапия, която се нарича онкотрипсия", казва той. "И звуковите вълни могат да се предават безвредно през здрава тъкан. Ние потенциално можем да предаваме звукови вълни до мозъка и само избирателно да резонираме раковите клетки. Това е много целенасочена терапия."

Лий си партнира с д-р Майкъл Ортис от Caltech, на който лабораторията на Ли предоставя редица ракови клетъчни линии, но също така и много нормални клетки за изследването.

За по-нататъшно изследване Лий кандидатства за безвъзмездни средства за биомедицински изследвания, които му позволяват да осигури докторантура на докторанта Джан Йе и докторантката Каролин Хофман, д-р хирург по рак на ушите, носа и гърлото от Института Кюри в Париж. "Каролин разбра за нашата работа и се свърза с мен, интересувайки се да ни помогне да продължим този проект напред. Тя се присъедини към нас за една година в края на 2019 г.", раказва Лий.

В кампуса на Дуарте е изграден пилотен инструмент, същият като този в Калтех. Така Лий, Йе и Хофман да тестват проби направо в лабораторията, без да се налага да ги транспортират напред и назад между Дуарте и Пасадена.

Важен елемент от този подход е как убива раковите клетки, обясни Лий. "Клетките могат да умрат по различни начини. Най-често е процес, наречен апоптоза, или програмирана клетъчна смърт. Нарича се още клетъчно "самоубийство". Повечето клетки в тялото ни умират по този начин и това е нормалната клетъчна смърт. Имунната система игнорира апоптозата, тя е имунологично безшумна. От друга страна, ако клетка бъде убита от травма или от вирус (като коронавирус COVID-19), имунната система се задейства, при т.нар. имуногенна клетъчна смърт."

Ангажиране на имунната система

Лий казва, че изследванията му показват, че видът на ниско излъчваща звукова вълна, с която експериментират, ще убие ракова клетка по имуногенен начин. Това е добре, защото може да ангажира имунната система за борба с рака.

С течение на времето Лий и неговият екип разширяват разнообразието на раковите клетъчни линии, които се тестват, с проби от хора и мишки, като включват рак на дебелото черво и гърдата. Те също са тествали различни здрави човешки клетки, включително имунни клетки, за да проверят как лечението засяга тези клетки.

Надеждата, казва Лий, е, че ултразвукът ще убие раковите клетки по специфичен начин, който също ще ангажира имунната система и ще я възбуди, за да атакува всички ракови клетки, останали след лечението. "Това е критично, защото означава, че можем да комбинираме онкотрипсията с имунотерапията, за да излекуваме потенциално пациенти дори с метастази."

Ако ултразвукът може да се използва за причиняване на клетъчна смърт по начин, който имунната система на тялото разпознава като нараняване, вместо като апоптоза, това може да доведе мястото на тумора да бъде залято с бели кръвни клетки, които могат да атакуват останалите ракови клетки.

Досега всички тестове са правени с клетъчни култури в петри, но Лий каза, че екипът му планира да разшири тестването до цели тумори и в крайна сметка живи животни.

"Нашият план е да започнем да увеличаваме сложността - всичко досега е било на клетъчни линии и култури. Сега искаме да започнем да поставяме клетки в три измерения, за да създадем 3D клетки и матрици и да използваме органоиди", казва Лий. Той обяснява, че органоидите са миниатюризирани и опростени версии на органи, произведени in vitro, за да създадат реалистична микроанатомия. Лий казва, че екипът вече прави някои такива тестове с надеждата да премине към клинични изпитвания с хора в следващите няколко години.

„Не е нужно да убиваме всяка останала ракова клетка, за да бъде това успешна иновация", казва Лий. "Ако можем да вкараме имунната система в уравнението, вашите собствени клетки ще свършат останалото. Дори и да успеем да убием 70 до 80% чрез онкотрипсия, имунната система на пациента ще унищожи останалите. Крайната ми надежда е, че това лечение ще бъде комбинирано с терапия, базирана на имунитета".