Ερευνητές ανέπτυξαν συνθετικά κύτταρα Τ που μιμούνται τη μορφή και τη λειτουργία της ανθρώπινης έκδοσης.
Οι ερευνητές του UCLA έχουν αναπτύξει συνθετικά λεμφοκύτταρα Τ ή αλλιώς κύτταρα Τ, που είναι σχεδόν πανομοιότυπα με τα αντίστοιχα εκείνα των ανθρώπινων.
Η ικανότητα δημιουργίας των τεχνητών κυττάρων θα μπορούσε να αποτελέσει ένα βασικό βήμα για πιο αποτελεσματικά φάρμακα για την αντιμετώπιση του καρκίνου και των αυτοάνοσων ασθενειών, επίσης θα μπορούσε να οδηγήσει σε καλύτερη κατανόηση της συμπεριφοράς των ανθρώπινων ανοσοκυττάρων. Τέτοια κύτταρα θα μπορούσαν τελικά να χρησιμοποιηθούν για την ενίσχυση του ανοσοποιητικού συστήματος των ανθρώπων με καρκίνο ή ανοσοποιητικές ανεπάρκειες.
Η ερευνητική ομάδα περιελάμβανε επιστήμονες από την Οδοντιατρική Σχολή του UCLA, τη Σχολή Μηχανικών του UCLA Samueli και το τμήμα Χημείας και Βιοχημείας στο Κολλέγιο UCLA, με επικεφαλής τον Δρ. Alireza Moshaverinia, βοηθός καθηγητή προσθετικής στην οδοντιατρική σχολή. Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό Advanced Materials.
«Η σύνθετη δομή των κυττάρων Τ και η πολυλειτουργική φύση τους έχουν δυσκολέψει τους επιστήμονες να τις αναπαράγουν στο εργαστήριο», δήλωσε ο Moshaverinia. «Με αυτή την ανακάλυψη, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τα συνθετικά κύτταρα Τ για να κατασκευάσουμε πιο αποτελεσματικούς φορείς φαρμάκων και να κατανοήσουμε τη συμπεριφορά των κυττάρων του ανοσοποιητικού συστήματος».
Τα φυσικά κύτταρα Τ είναι δύσκολο να χρησιμοποιηθούν στην έρευνα επειδή είναι πολύ ευαίσθητα και επίσης μετά την απομάκρυνσή τους από τους ανθρώπους και τα ζώα τείνουν να επιβιώνουν λίγες μέρες μόνο.
«Ήμαστε σε θέση να δημιουργήσουμε μια νέα τάξη τεχνητών κυττάρων Τ που είναι ικανά να ενισχύσουν το ανοσοποιητικό σύστημα ενός ξενιστή αλληλεπιδρώντας ενεργά με τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος μέσω άμεσης επαφής, ενεργοποίησης ή απελευθέρωσης φλεγμονωδών ή ρυθμιστικών σημάτων», δήλωσε ο Mohammad Mahdi Hasani-Sadrabadi, βοηθός επιστήμονας του έργου από το UCLA Samueli. «Βλέπουμε τα ευρήματα αυτής της μελέτης ως ένα άλλο εργαλείο για την επίθεση των καρκινικών κυττάρων, όπως και άλλων καρκινογόνων ουσιών που υπάρχουν στο ανθρώπινο σώμα».
Τα κύτταρα Τ παίζουν βασικό ρόλο στο ανοσοποιητικό σύστημα. Ενεργοποιούνται όταν η μόλυνση εισέρχεται στο σώμα και ρέουν μέσω της κυκλοφορίας του αίματος για να φτάσουν στις μολυσμένες περιοχές. Επειδή πρέπει να συμπιέζονται μεταξύ μικρών κενών και πόρων, τα κύτταρα Τ έχουν την ικανότητα να παραμορφώνονται στο ένα τέταρτο του κανονικού μεγέθους τους. Μπορούν επίσης να αυξηθούν σχεδόν στο τριπλάσιο του αρχικού τους μεγέθους, γεγονός που τους βοηθά να καταπολεμήσουν ή να ξεπεράσουν τα αντιγόνα που προσβάλλουν το ανοσοποιητικό σύστημα.
Μέχρι πρότινος, οι βιοκινητές δεν μπόρεσαν να μιμηθούν τη σύνθετη φύση των ανθρώπινων κυττάρων Τ. Αλλά οι ερευνητές του UCLA μπόρεσαν να αναπαράγουν το σχήμα, το μέγεθος και την ευελιξία τους, που της επιτρέπουν να εκτελεί τις βασικές λειτουργίες της στόχευσης και της προσέλκυσης των λοιμώξεων.
Η ομάδα κατασκευάζει τα κύτταρα Τ χρησιμοποιώντας ένα σύστημα μικρορευστοειδούς (Microfluidics). Το Microfluidics επικεντρώνεται στη συμπεριφορά, τον έλεγχο και τον χειρισμό των υγρών, συνήθως σε κλίμακα υπομεγέθους. Συνδύασαν δύο διαφορετικά διαλύματα, τοένα από ορυκτέλαιο και το άλλο από βιοπολυμερές αλγινικού οξέος, μια ουσία που μοιάζει με κόμμι και παρασκευάζεται από πολυσακχαρίτες και νερό. Όταν τα δύο υγρά συνδυάζονται, δημιουργούν μικροσωματίδια αλγινικού, τα οποία αναπαράγουν τη μορφή και τη δομή των φυσικών κυττάρων Τ. Οι επιστήμονες συλλέγουν τα μικροσωματίδια από μία μάζα ιόντων ασβεστίου και προσαρμόζουν την ελαστικότητά τους, αλλάζοντας τη συγκέντρωση ιόντων ασβεστίου.
Αφού είχαν δημιουργήσει τα κύτταρα Τ με τις κατάλληλες φυσικές ιδιότητες, οι ερευνητές χρειάστηκαν να προσαρμόσουν τα βιολογικά χαρακτηριστικά των κυττάρων για να τους δώσουν τα ίδια χαρακτηριστικά που επιτρέπουν στα φυσικά λεμφοκύτταρα Τ να ενεργοποιούνται για να καταπολεμούν τη μόλυνση, να διεισδύουν στον ανθρώπινο ιστό και να απελευθερώνουν κυτταρικούς αγγελιοφόρους για να ρυθμίζουν την φλεγμονή. Για να γίνει αυτό, επικαλύπτουν τα κύτταρα Τ με φωσφολιπίδια, έτσι ώστε το εξωτερικό τους να μιμείται στενά τις ανθρώπινες κυτταρικές μεμβράνες. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας μια χημική διαδικασία που ονομάζεται βιοσυζεύξη, οι επιστήμονες συνδέουν τα κύτταρα Τ με τους σηματοδότες CD4, τα σωματίδια που ενεργοποιούν τα φυσικά κύτταρα Τ για να επιτεθούν στη μόλυνση ή τα καρκινικά κύτταρα.
