Zuletzt aktualisiert am 14. Dezember 2022 um 15:19
Künstliche Protozellen verändern weiße Blutkörperchen
Die neue Studie wurde im Wissenschaftsmagazin Advanced Science veröffentlicht. Um an Entzündungen beteiligte weiße Blutkörperchen umzuprogrammieren, setzten die Wissenschaftler künstliche Miniaturkapseln ein, sogenannte Protozellen.
Mit ihrer Hilfe konnten sie die Immunzellen in einen Zustand versetzen, der das Wachstum von Melanomzellen verlangsamte und sie schließlich abtötete. Im Rahmen der Studie zeigten die Forscher sogar, dass dieser Prozess bei tierischen und menschlichen Immunzellen gleichermaßen funktioniert.
Spezielle Fähigkeiten von Protozellen erstmals untersucht
Die am 31. Oktober veröffentlichte Studie ist die erste Arbeit, die diese Fähigkeiten von Protozellen untersucht hat. Dass sie Immunzellen tatsächlich umprogrammieren können, bietet vielversprechende neue Ansatzpunkte für die Entwicklung von Immuntherapien bei Krebs.
Paul Martin, Professor für Zellbiologie an der School of Biochemistry der University of Bristol und einer der Hauptautoren der Studie, erklärte die zu Grunde liegenden Mechanismen. Sie starten, wenn das Immunsystem mit Krebszellen in Kontakt kommt: „Unsere Immunzellen haben eine Überwachungskapazität, die es ihnen ermöglicht, präkanzerogene Zellen zu erkennen, die an beliebigen Gewebestellen im Körper entstehen.“
Erneute Manipulation von Immunzellen möglich
Allerdings können Krebszellen die Immunzellen manipulieren und ihre Funktion umdrehen. Statt Krebszellen zu töten, sorgen sie stattdessen für deren Ernährung und fördern so das Wachstum von Krebs. Deshalb wollten die Wissenschaftler untersuchen, ob eine erneute Manipulation der Immunzellen möglich ist. Statt Krebszellen zu pflegen, sollten sie diese Zellen töten.
Zunächst testete das Team den Machbarkeitsnachweis an Zebrafischlarven, die aufgrund ihrer Lichtdurchlässigkeit verwendet wurden. So konnten die Forscher beobachten, wie entzündliche Immunzellen mit Krebszellen auf eine Weise interagieren, die in unserem eigenen Gewebe nicht möglich ist.
Signalmoleküle künstlich eingeschleust
Mit Anti-miR223-Molekülen beladene Protozellen können ebenfalls an die Signalmaschinerie in den entzündlichen Immunzellen binden. Auf diese Weise konnten sie deren entzündungsfördernden Zustand verlängern. Das veränderte die Wechselwirkungen zwischen Immunzellen und Krebszellen. Schließlich führte dieser Prozess zum Tod von Tumorzellen in den Larven.
Um herauszufinden, ob dieser Ansatz als praktikable therapeutische Strategie zum Schrumpfen größerer, etablierter und wachsender Krebsarten hochskaliert werden könnte, wurde das Experiment an erwachsenen Fischen mit Schwanzflossen-Melanomen wiederholt. Auch dieser Versuch hemmte das Wachstum von Melanomzellen signifikant.
Laborversuche mit menschlichen Zellen erfolgreich
Um mögliche Effekte beim Menschen zu beurteilen, wurde ein In-vitro-Assay mit primären menschlichen Immunzellen aus dem Toye-Labor, ebenfalls an der Bristol School of Biochemistry, durchgeführt. Verwendet wurden dabei Protozellen, die mit „umprogrammierten“ Anti-miR223-Frachten beladen wurden. Diese Signalmoleküle gaben sie beim Kontakt mit Krebszellen ab.
Die Ergebnisse dieses Experiments zeigten, dass die Protozellen in der Lage waren, menschliche Immunzellen effektiv umzuprogrammieren. Sie konnten sie in einen beständigen, entzündungsfördernden und potenziell krebshemmenden Zustand bringen.
„Verwendung von Protozellen machbar“
Professor Stephen Mann von der Bristol’s School of Chemistry und dem Max Planck Bristol Center for Minimal Biology fügte hinzu: „Unsere Ergebnisse unterstreichen die therapeutischen Vorteile der Nutzung der Wirtsimmunität zur Ausrottung von Krebs und demonstrieren die Machbarkeit der Verwendung von Protozellen zur Lieferung von Ladungen für die Reprogrammierung angeborener Immunzellen.“
Die Experimente an Zebrafischen bezeichnete er als frühe, vorklinische Studien. Die Ergebnisse zeigen, dass menschliche Immunzellen zumindest in Laborversuchen umprogrammiert werden können, um das Krebswachstum zu unterdrücken.
Quelle:
(2022). Macrophage Reprogramming with Anti‐miR223‐Loaded Artificial Protocells Enhances In Vivo Cancer Therapeutic Potential. Advanced Science. 10.1002/advs.202202717. Quellen-Link
