ยารักษามะเร็งที่ ‘สวมหน้ากาก’ ช่วยฝึกระบบภูมิคุ้มกันให้ฆ่าเนื้องอกในขณะที่รักษาเนื้อเยื่อที่แข็งแรง และลดผลข้างเคียงของการรักษา

การรักษามะเร็งหลายชนิดเป็นที่เลื่องลือกันในร่างกาย ยามักจะโจมตีทั้งเซลล์ปกติและเซลล์เนื้องอก ทำให้เกิดผลข้างเคียงมากมาย การบำบัดด้วยภูมิคุ้มกันที่ช่วยให้ระบบภูมิคุ้มกันรับรู้และโจมตีเซลล์มะเร็งก็ไม่ต่างกัน แม้ว่าพวกเขาจะยืดอายุของผู้ป่วยจำนวนนับไม่ถ้วนแต่ก็ทำงานในผู้ป่วยเพียงกลุ่มย่อยเท่านั้น ผลการศึกษาชิ้นหนึ่งพบว่าผู้ป่วยมะเร็งเต้านมน้อยกว่า 30%ตอบสนองต่อการรักษาด้วยภูมิคุ้มกันรูปแบบหนึ่งที่พบได้บ่อยที่สุด

แต่ถ้ายาสามารถถูกออกแบบให้โจมตีเฉพาะเซลล์เนื้องอกและสำรองส่วนอื่นๆ ของร่างกายได้ล่ะ ด้วยเหตุนี้เพื่อนร่วมงานของฉัน และฉัน ที่ โรงเรียน Pritzker School of Molecular Engineeringของมหาวิทยาลัยชิคาโกได้ออกแบบวิธีการที่จะป้องกันไม่ให้ยารักษามะเร็งที่มีแนวโน้มว่าจะทำลายล้างด้วยการ “ปิดบัง” ยาจนไปถึงเนื้องอก

การบำบัดด้วยภูมิคุ้มกันช่วยให้ระบบภูมิคุ้มกันรู้จักและกำหนดเป้าหมายเซลล์มะเร็ง

คำมั่นสัญญาของ IL-12

ไซโตไคน์เป็นโปรตีนที่สามารถปรับเปลี่ยนวิธีที่ระบบภูมิคุ้มกันตอบสนองต่อการคุกคาม วิธีหนึ่งที่พวกเขาทำสิ่งนี้คือการกระตุ้นทีเซลล์นักฆ่าซึ่งเป็นเซลล์เม็ดเลือดขาวชนิดหนึ่งที่สามารถโจมตีเซลล์มะเร็งได้ เนื่องจากไซโตไคน์สามารถฝึกระบบภูมิคุ้มกันให้ฆ่าเนื้องอกได้ สิ่งนี้จึงทำให้มีแนวโน้มที่ดีในการรักษามะเร็ง

ไซโทไคน์ดังกล่าวชนิดหนึ่งคืออินเตอร์ลิวคิน-12 หรือ IL-12 แม้ว่ายานี้จะถูกค้นพบเมื่อ 30 กว่าปีที่แล้วแต่ IL-12 ก็ยังไม่ได้รับการอนุมัติจากองค์การอาหารและยาสำหรับผู้ป่วยโรคมะเร็ง เนื่องจากมีผลข้างเคียงที่รุนแรงเช่น ความเสียหายของตับ ส่วนหนึ่งเป็นเพราะ IL-12 สั่งให้เซลล์ภูมิคุ้มกันสร้างโมเลกุลการอักเสบจำนวนมากที่สามารถทำลายร่างกายได้

นักวิทยาศาสตร์ได้ทำงานเพื่อรื้อปรับระบบ IL-12 ใหม่เพื่อให้ทนทานมากขึ้นในขณะที่ยังคงรักษาผลการฆ่ามะเร็งที่มีประสิทธิภาพ

เพื่อสร้าง IL-12 เวอร์ชันที่ปลอดภัยยิ่งขึ้น เพื่อนร่วมงานของฉันและฉันใช้ประโยชน์จากหนึ่งในความแตกต่างหลักระหว่างเนื้อเยื่อที่แข็งแรงและเนื้อเยื่อที่เป็นมะเร็ง นั่นคือ เอ็นไซม์ที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตที่มากเกินไปในมะเร็ง เนื่องจากเซลล์มะเร็งแพร่กระจายอย่างรวดเร็ว พวกมันจึงผลิตเอนไซม์บางชนิด มากเกินไป ซึ่งช่วยให้พวกมันบุกเข้าไปในเนื้อเยื่อที่มีสุขภาพดีในบริเวณใกล้เคียงและ แพร่กระจายไปยังส่วนอื่น ๆของร่างกาย เซลล์ที่แข็งแรงเติบโตช้ากว่ามากและผลิตเอนไซม์เหล่านี้น้อยลง

ด้วยเหตุนี้ เราจึง “ปิดบัง” IL-12 ด้วยฝาปิดที่ปิดส่วนของโมเลกุลที่ปกติจะจับกับเซลล์ภูมิคุ้มกันเพื่อกระตุ้นเซลล์เหล่านี้ ฝาปิดจะถูกลบออกเมื่อสัมผัสกับเอนไซม์ที่พบในบริเวณใกล้เคียงของเนื้องอกเท่านั้น เมื่อเอ็นไซม์เหล่านี้ตัดฝาออก IL-12 จะถูกกระตุ้นอีกครั้งและกระตุ้นทีเซลล์นักฆ่าที่อยู่ใกล้เคียงให้โจมตีเนื้องอก

เซลล์ T Killer รอบเซลล์มะเร็ง

ทีเซลล์นักฆ่า (สีเขียวและสีแดง) สามารถเกาะติดกับเซลล์มะเร็ง (สีน้ำเงิน ตรงกลาง) และฆ่าพวกมันด้วยการปล่อยสารเคมีที่เป็นพิษ (สีแดง) ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ได้ขนานนามว่า ‘จูบแห่งความตาย’ 

เมื่อเราใช้โมเลกุล IL-12 ที่สวมหน้ากากเหล่านี้กับทั้งเนื้อเยื่อที่แข็งแรงและเนื้อเยื่อเนื้องอกที่บริจาคโดยผู้ป่วยมะเร็งผิวหนังและมะเร็งเต้านม ผลลัพธ์ของเรายืนยันว่ามีเพียงตัวอย่างเนื้องอกเท่านั้นที่สามารถถอดฝาครอบออกได้ สิ่งนี้บ่งชี้ว่า IL-12 ที่สวมหน้ากากสามารถกระตุ้นการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่แข็งแกร่งต่อเนื้องอกโดยไม่ก่อให้เกิดความเสียหายต่ออวัยวะที่แข็งแรง

จากนั้นเราได้ตรวจสอบว่า IL-12 ที่สวมหน้ากากมีความปลอดภัยเพียงใดโดยการวัดค่าความเสียหายของตับในไบโอมาร์คเกอร์ในหนูทดลอง เราพบว่าผลข้างเคียงที่เกี่ยวข้องกับภูมิคุ้มกันซึ่งมักเกี่ยวข้องกับ IL-12นั้นหายไปอย่างเห็นได้ชัดในหนูที่ได้รับการรักษาด้วย IL-12 ที่สวมหน้ากากในช่วงหลายสัปดาห์ ซึ่งบ่งชี้ถึงความปลอดภัยที่ดีขึ้น

ในแบบจำลองมะเร็งเต้านม IL-12 ที่สวมหน้ากากของเราให้อัตราการหายขาด 90% ในขณะที่การรักษาด้วยภูมิคุ้มกันบำบัดที่ใช้กันทั่วไปที่เรียกว่าสารยับยั้งด่านทำให้มีอัตราการหายขาดเพียง 10% ในรูปแบบของมะเร็งลำไส้ใหญ่ IL-12 ที่สวมหน้ากากมีอัตราการหายขาด 100%

ขั้นตอนต่อไปของเราคือการทดสอบ IL-12 ที่ดัดแปลงในผู้ป่วยมะเร็ง แม้ว่าจะต้องใช้เวลาในการนำเสนอการพัฒนาที่ให้กำลังใจแก่ผู้ป่วยโดยตรง แต่เราเชื่อว่าการรักษาแบบใหม่ที่มีแนวโน้มจะเกิดขึ้นในอนาคตอันใกล้