ทีเซลล์ของนักออกแบบกลายเป็นอาวุธต่อต้านโรค

ความพยายามที่จะเพิ่มระบบภูมิคุ้มกันต่อต้านมะเร็งกำลังเริ่มได้ผล Doug Olson แพ้การต่อสู้กับมะเร็งเม็ดเลือดขาวมาเป็นเวลา 14 ปี ร่างกายของเขาอ่อนแรงและอ่อนแรงลงด้วยเคมีบำบัดไม่ตอบสนองต่อการรักษาด้วยยาจำนวนหนึ่งที่เขาได้รับตลอดหลายปีที่ผ่านมา ในปีพ.ศ. 2553 แพทย์ของเขาได้เสนอกลยุทธ์ที่แตกต่างออกไป นั่นคือ การเสริมสร้างเซลล์ภูมิคุ้มกันที่ต่อสู้กับโรคในร่างกายของเขา

นักวิจัยเลือกเซลล์ภูมิคุ้มกันบางชนิดจากเลือดของ Olson แล้วใส่ไวรัสเข้าไปในเซลล์ ไวรัสสร้างยีนใหม่ที่กระตุ้นเซลล์ที่เรียกว่าทีเซลล์ ให้โจมตีเซลล์มะเร็งเม็ดเลือดขาว เมื่อเซลล์ T ที่เปลี่ยนแปลงไปถูกส่งกลับเข้าไปในเส้นเลือดของ Olson ระบบภูมิคุ้มกันของเขาก็กลายเป็นอาวุธที่มองหามะเร็ง

หนึ่งเดือนหลังการรักษา Olson อยู่ในอาการสงบอย่างสมบูรณ์ 

แพทย์ของเขาไม่พบสัญญาณของมะเร็งในเลือดหรือไขกระดูกของเขา วันนี้เมื่ออายุ 67 ปี เขายังปลอดจากมะเร็ง เพิ่งเกษียณอายุ Olson บอกว่าเขาไม่ต้องกังวลว่าการให้อภัยของเขาจะคงอยู่นานแค่ไหน เขาเล่นเรือใบและวิ่งฮาล์ฟมาราธอน

ผู้ป่วยมะเร็งรายอื่นๆ ทั้งเด็กและผู้ใหญ่ ต่างก็เห็นผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันกับเซลล์ภูมิคุ้มกันที่จัดโปรแกรมใหม่ กลุ่มวิจัยอย่างน้อย 6 กลุ่มได้รักษาผู้ป่วยมะเร็งเม็ดเลือดขาวและมะเร็งเม็ดเลือดอื่นๆ มากกว่า 100 รายโดยใช้เซลล์ทีเซลล์ที่ปรับปรุงแล้วของผู้ป่วยเอง

คาร์ล จูนแห่งคณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยเพนซิลวาเนียในฟิลาเดลเฟียกล่าวว่า “อีกไม่นานนัก ก่อนที่แนวทางแรกของการรักษามะเร็งบางชนิดจะไม่ใช่เคมีบำบัด มันจะเป็นการบำบัดด้วยภูมิคุ้มกัน ผู้พัฒนาการบำบัดด้วยการกระตุ้นทีเซลล์ การรักษาเหล่านี้เป็นส่วนหนึ่งของกลยุทธ์ทางการแพทย์ที่นักวิจัยได้ดำเนินการมาเป็นเวลาหลายสิบปี และในที่สุดความพยายามของพวกเขาก็เริ่มได้ผล ขณะนี้มีการทดลองในมนุษย์ในยุคแรกๆ หลายสิบครั้งทั่วโลกโดยใช้เซลล์ภูมิคุ้มกันที่ออกแบบมา และอุตสาหกรรมยากำลังเริ่มลงทุน

นักวิจัยกำลังใช้ทีเซลล์ที่ได้รับการตกแต่งใหม่โดยมีเป้าหมายหลักสองประการ: เพื่อกระตุ้นให้ระบบภูมิคุ้มกันโจมตีผู้เล่นที่ไม่ดี — มะเร็งหรือไวรัส — หรือเพื่อทำให้ระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายหยุดโจมตีเนื้อเยื่อที่แข็งแรงของร่างกาย เช่นเดียวกับที่ทำในโรคภูมิต้านตนเองบางอย่างเช่น เป็นเบาหวานชนิดที่ 1 และข้ออักเสบรูมาตอยด์ แม้ว่าจะมีอุปสรรคหลายประการ “แม้ว่าจะมีงานต้องทำเพื่อให้การรักษาเหล่านี้ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ แต่ตอนนี้ฉันมองโลกในแง่ดีว่าเซลล์จะมีบทบาทเป็นยา” เจฟฟ์ บลูสโตน นักภูมิคุ้มกันวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานฟรานซิสโก กล่าว

การหาวิธีที่จะเข้าไปแทรกแซงระบบภูมิคุ้มกันนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย 

ระบบภูมิคุ้มกันของมนุษย์เป็นเครือข่ายของอวัยวะและเซลล์ที่พลุกพล่านซึ่งพยายามกันแบคทีเรีย ไวรัส และปรสิตที่เป็นอันตรายออกจากร่างกาย และเพื่อทำลายสารที่บุกรุกเข้ามา ระบบนี้รวมถึงกองทัพเซลล์เม็ดเลือดขาวที่ลาดตระเวนร่างกายมองหาปัญหา

เซลล์เม็ดเลือดขาวบางชนิดที่เรียกว่ามาโครฟาจจะคอยปกป้องอยู่ตลอดเวลา โดยมีหน้าที่ทำลายเชื้อโรคที่พบเจอ หากมีการติดเชื้อ พลังที่ทรงพลังมากขึ้นของเซลล์สีขาว คือ บี-เซลล์ และ ที เซลล์ จะเข้าร่วมการจู่โจม บีเซลล์หลั่งสารเพื่อระบุและทำให้เป็นกลางผู้บุกรุก ทีเซลล์บางชนิดต่อสู้กับเชื้อโรคโดยตรง และบางเซลล์กระตุ้นเซลล์อื่นๆ เพื่อต่อสู้

Killer T cells หนึ่งใน T cell หลายประเภท เป็นหนึ่งในอาวุธที่ทรงพลังที่สุดของระบบภูมิคุ้มกัน พวกมันเชื่อมต่อโดยตรงกับเซลล์และเนื้องอกที่ติดเชื้อ โดยจะหลั่งสารเคมีออกมาเพื่อฆ่าพวกมัน เพื่อระบุเป้าหมาย ทีเซลล์อาศัยตัวรับที่นั่งอยู่บนพื้นผิวของมัน ตัวรับเหล่านี้รับรู้และผูกมัดกับโครงสร้างพื้นผิวที่เรียกว่าแอนติเจนซึ่งพบในเชื้อโรค

การรับรู้ที่เพิ่มขึ้น

เมื่อทุกอย่างเป็นไปด้วยดี ระบบการจดจำนี้ช่วยให้ทีเซลล์สามารถกำจัดเซลล์ที่ติดเชื้อและเนื้องอกได้ แต่ในบางครั้ง เซลล์จะพัฒนาลักษณะที่ขัดขวางการเฝ้าระวังภูมิคุ้มกัน ตัวอย่างเช่น มะเร็งบางชนิดมีการกลายพันธุ์ที่ปิดบังเซลล์ภูมิคุ้มกันจากการลาดตระเวน เอชไอวีและไวรัสอื่น ๆ มีวิวัฒนาการเพื่อหลีกเลี่ยงการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันตามปกติเช่นกัน

นักวิทยาศาสตร์ให้เหตุผลว่าการเพิ่มยีนบางตัวให้กับทีเซลล์อาจช่วยให้พวกมันต่อสู้กับผู้หลบเลี่ยงเหล่านั้นได้ ยีนที่ถูกต้องที่เพิ่มเข้ามาสามารถสั่งให้ทีเซลล์สร้างตัวรับที่มีศูนย์ในแอนติเจนที่พบในเซลล์มะเร็งเท่านั้น เป็นต้น แม้ว่าความพยายามในช่วงแรกจะประสบความสำเร็จในการนำยีนเข้าสู่เซลล์ แต่ในไม่ช้าเซลล์ T ก็หมดแรงเมื่ออยู่ในโฮสต์ที่มีชีวิต ในหลายกรณี เซลล์ที่ออกแบบแล้วไม่สามารถแบ่งเพื่อสร้างเซลล์ใหม่ได้

จูนและเพื่อนร่วมงานค้นพบวิธีที่จะเปลี่ยนทีเซลล์ให้เป็นอาวุธที่ใช้งานได้จริง โดยใช้เชื้อเอชไอวีในรูปแบบที่พิการเพื่อส่งยีนไปยังดีเอ็นเอของทีเซลล์ เมื่อเข้าไปข้างในแล้ว ยีนจะผลิตโปรตีนที่เรียกว่าตัวรับแอนติเจนไคเมอริก หรือ CAR ซึ่งช่วยให้ทีเซลล์สามารถรับรู้และฆ่าเซลล์มะเร็งบางชนิดโดยเฉพาะ

จูนได้ออกแบบเซลล์ CAR T เพื่อส่งตัวรับแอนติเจนที่เรียกว่า CD-19 ซึ่งพบบนพื้นผิวของเซลล์มะเร็งเม็ดเลือดขาวบางชนิด เมื่อมีการเปลี่ยนแปลง T เซลล์จะค้นหาและทำลายเซลล์ที่มี CD-19 เซลล์ที่เปลี่ยนแปลงไปเหล่านี้จะแบ่งตัวต่อไปเป็นเวลาหลายสัปดาห์ ซึ่งช่วยเพิ่มจำนวนเซลล์ของ CAR T ยิ่งไปกว่านั้น CAR Ts มีอายุยืนยาวกว่าทีเซลล์นักฆ่าทั่วไป — พวกมันสามารถโจมตีได้ครั้งแล้วครั้งเล่า

“โดยพื้นฐานแล้วพวกมันกลายเป็นเซลล์ฆาตกรต่อเนื่อง” จูนกล่าว “เซลล์ฆ่าเป้าหมายแล้วไปฆ่าอีกตัวหนึ่ง”