Микроскопия сверхвысокого разрешения показывает, как терапевтические антитела действуют против раковых клеток
При раке крови, таком как хронический лимфолейкоз, В-клетки иммунной системы размножаются бесконтрольно. Одна из форм терапии заключается в маркировке белка CD20 на поверхности В-клеток с помощью индивидуальных антител. Это запускает цепочку иммунологических реакций и в конечном итоге приводит к разрушению раковых клеток.
Такие иммунотерапевтические антитела используются против опухолевых заболеваний уже 30 лет. «Хотя это имеет решающее значение для успеха терапии, мы все еще знаем очень мало подробностей о том, как антитела связываются с CD20 и как происходят последующие реакции», — говорит профессор Маркус Зауэр из Биоцентра Университета Юлиуса-Максимилиана (JMU) в Вюрцбурге в Баварии, Германия.
Отслеживание эффективности антител
Теперь это, вероятно, изменится. Группа под руководством биофизика из JMU разработала новый микроскопический метод сверхвысокого разрешения. Он впервые позволяет исследовать взаимодействие терапевтических антител с целевыми молекулами на опухолевых клетках в 3D с молекулярным разрешением.
Исследование опубликовано в журнале Science .
«Теперь мы можем наблюдать, насколько эффективно работают антитела, и таким образом вносить вклад в разработку более совершенных методов лечения», — говорит Зауэр.
Новый микроскопический метод называется LLS-TDI-DNA-PAINT. В журнале Science первый автор доктор Ариндам Гош и команда из кафедры Зауэра описывают, как работает недавно разработанная технология и какие результаты уже получены с ее помощью. Доктор Томас Нерретер и профессор Мартин Кортюм из Медицинской клиники II в университетской больнице Вюрцбурга также принимали участие в исследовании.
В-клетки принимают форму ежа
Исследователи из Вюрцбурга провели свои исследования на фиксированных и живых клетках Раджи В с использованием нового метода микроскопии. Эта клеточная линия происходит от лимфомы Беркитта пациента и часто используется в исследованиях рака . Исследователи привели клетки в контакт с одним из четырех терапевтических антител: RTX, OFA, OBZ и 2H7.
Все четыре антитела сшивают молекулы CD20 в клеточной мембране, что приводит к сильным локализованным накоплениям антител. Это активирует так называемую систему комплемента и инициирует уничтожение клеток иммунной системой.
В отличие от современной классификации терапевтических антител, результаты показывают, что конкатенация молекул CD20 происходит независимо от того, относятся ли антитела к типу I или II.
Эксперименты также показывают, что все четыре антитела сшивают молекулы CD20, которые расположены в определенных местах мембраны — на микрометровых выступах мембраны, называемых «микроворсинками».
В то же время связывание терапевтических антител поляризует В-клетку, и вытянутые микроворсинки стабилизируются. В результате В-клетки принимают форму ежа, поскольку выступы мембраны располагаются только с одной стороны клетки.
Следующие шаги в исследовании
Что происходит дальше? «Прежняя классификация терапевтических антител на типы I и II больше не может быть сохранена», — говорит доктор Ариндам Гош. До сих пор исследования предполагали, что терапевтические антитела типа I имеют иной механизм действия, чем антитела типа II. Однако исследования Вюрцбурга опровергают это.
«Благодаря форме ежа В-клетки выглядят так, будто они хотят сформировать иммунологический синапс с другой клеткой», — говорит исследователь из Университета имени Джона Мейсона.
Можно предположить, что обработанные В-клетки таким образом активируют макрофаги и естественные клетки-киллеры иммунной системы. Исследовательская группа теперь выяснит, верно ли это предположение, в дальнейших исследованиях.