Шаг к персонализированной иммунотерапии: устройство MIRO воспроизводит опухоли, среды и взаимодействия
Группа под руководством Института биоинженерии Каталонии (IBEC) и Научно-исследовательского института больницы дель Мар разработала MIRO (Micro Immune Response On Chip), устройство, позволяющее исследователям воспроизводить характеристики опухолей и их окружения с использованием клеток пациента. Это инструмент, который может помочь ускорить разработку новых методов лечения рака, а также выбрать наиболее подходящие для каждого человека. Работа опубликована в журнале Nature Communications .
Устройство MIRO позволяет заполнить пробел в создании методов лечения раковых клеток . Многие разработки показывают многообещающие результаты в лабораторных условиях, in vitro и на мышиных моделях, но они не работают так же хорошо при переносе на людей.
«MIRO позволяет нам воссоздавать не только опухоли, но и их среду и взаимодействие с клетками иммунной системы. Эта связь имеет решающее значение для успеха методов лечения на основе иммунотерапии, которые, несмотря на свой лечебный потенциал, в настоящее время эффективны лишь у 20–40 % пациентов», — объясняет доктор Анна Лабернади, которая разработала микрожидкостную систему во время своего постдокторского исследования в IBEC, а сейчас возглавляет лабораторию поведения клеток и биоинженерии тканей в Исследовательском центре Принсипе Фелипе (CIPF) в Валенсии.
Исследователи, разработавшие эту технологию, уже протестировали ее на образцах рака груди, известных как HER2-положительные. Этот тип раковых клеток имеет очень высокий уровень белка HER2, который способствует быстрому росту опухоли, но в то же время его можно лечить с помощью терапии, которая специально нацелена на этот белок.
Играть
00:00
00:25
Немой
Настройки
ПИП
Перейти в полноэкранный режим
Играть
Видео, демонстрирующее организацию фибробластов (зеленые), опухолевых сфероидов (красные) и иммунных клеток (голубые). Сравнение контрольного состояния (слева) с состоянием лечения (справа). В условиях лечения иммунные клетки (голубые) способны проходить через фибробласты (зеленые) и достигать опухоли (красные). Кредит: Институт биоинженерии Каталонии
Проведенные испытания позволили подтвердить важность среды, окружающей опухоли молочной железы, для их защиты от наиболее распространенного метода лечения этого типа рака — моноклонального антитела трастузумаба.
«Благодаря MIRO мы смогли отслеживать иммунные клетки, видеть, как они теряют скорость, подвижность по мере приближения к опухоли, из-за чего лечение не работает. Они сталкиваются с барьером, образованным опухолевой средой, и блокируются», — объясняет доктор Александр Калон, руководитель Лаборатории трансляционных исследований микросреды опухолей в Научно-исследовательском институте больницы Дель Мар.
Переход к персонализированному лечению
Устройство MIRO, которое уже было протестировано на других типах солидных опухолей, таких как опухоли легких или толстой кишки, производится с использованием микрофлюидных технологий. Эти технологии позволяют манипулировать жидкостями и клетками в очень малых масштабах.
Культуральная пластина, каждая лунка содержит устройство MIRO. Кредит: Институт биоинженерии Каталонии
MIRO включает в себя клеточные культуры разных типов, разделенные на отсеки для направления и наблюдения за их эволюцией. Эта модель, первая в своем роде, созданная с помощью этих методов, позволяет воссоздать и подробно изучить взаимодействие между раковыми клетками, их соединительной тканью и иммунными реакциями.
«Эта модель позволяет нам напрямую тестировать методы лечения, которые будут применяться к пациентам», — объясняет доктор Ксавье Трепат, профессор-исследователь ICREA в IBEC, где он возглавляет группу интегративной динамики клеток и тканей, а также член Университета Барселоны (UB).
Способность устройства анализировать эффективность различных методов лечения, возникновение возможной резистентности и даже выявлять новые биомаркеры индивидуально для каждого пациента представляет собой большой шаг вперед в разработке и персонализации методов иммунотерапии в онкологии.
В этом смысле доктор Джоан Альбанелл, глава службы медицинской онкологии в больнице Дель Мар и директор Программы исследований рака в своем научно-исследовательском институте, отметила, что «MIRO — это инновационная доклиническая модель, которая может помочь повысить успешность и эффективность новых стратегий иммунотерапии, как только мы перенесем их в клинические испытания».
Играть
00:00
00:19
Немой
Настройки
ПИП
Перейти в полноэкранный режим
Играть
Покадровая съемка меченых иммунных клеток (слева: голубые, справа: серые), мигрирующих в канале MIRO, колонизированном CAF#1-GFP (зеленые) в течение 190 минут. Масштаб: 100 мкм. Кредит: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-56275-1
Что касается будущей работы, IBEC, ICREA и исследовательский институт Hospital del Mar уже подали совместную патентную заявку на технологию MIRO. «Наша цель — передать эту технологию фармацевтической промышленности и больницам, чтобы иметь возможность применять ее для пациентов», — объясняет доктор Анна Лабернади.
Описанное исследование является частью докторской диссертации Элис Преукки в IBEC. Ее работа сосредоточена на изучении роли иммунокомпетентной экосистемы в прогрессировании рака.
Работа также включала сотрудничество Института исследований в области биомедицины (IRB Barcelona), Университета Барселоны (UB), Центра биомедицинских сетевых исследований в области биоинженерии, биоматериалов и наномедицины (CIBER-BBN), Университета Помпеу Фабра и Центра биомедицинских сетевых исследований в области онкологии (CIBERONC-ISCIII).