Układ odpornościowy człowieka od lat pozostaje jednym z najważniejszych obszarów badań nad nowotworami. Szczególną uwagę naukowców przyciąga czerniak – agresywny nowotwór skóry, który mimo postępów immunoterapii nadal bywa trudny do leczenia. Zespół badaczy z australijskiego Garvan Institute of Medical Research oraz Uniwersytetu Nowej Południowej Walii po raz pierwszy zarejestrował w czasie rzeczywistym makrofagi pochłaniające żywe komórki czerniaka. Badanie pokazuje, że komórki odpornościowe uznawane dotąd głównie za „sprzątaczy” organizmu mogą aktywnie ograniczać rozwój nowotworu jeszcze zanim do działania przystąpią bardziej wyspecjalizowane mechanizmy odpornościowe.
Na nagraniach wykonanych przy użyciu mikroskopii dwufotonowej widać makrofagi przemieszczające się wzdłuż obrzeży guza i stopniowo pochłaniające komórki nowotworowe. Badacze obserwowali ten proces u myszy z czerniakiem, a następnie potwierdzili obecność podobnych komórek również w ludzkiej skórze i w tkankach nowotworowych pobranych od pacjentów. Szczególnie istotna okazała się populacja makrofagów oznaczanych jako CD169+. Gdy naukowcy usuwali je z organizmu zwierząt laboratoryjnych, nowotwory rosły szybciej, co wskazuje, że komórki te realnie hamują rozwój choroby.
Układ odpornościowy działa szybciej, niż sądzono
Makrofagi należą do odporności wrodzonej, czyli pierwszej linii obrony organizmu. Dotychczas ich rolę w nowotworach wiązano głównie z usuwaniem martwych komórek i pozostałości po stanie zapalnym. Nowe badania pokazują jednak, że część z nich potrafi atakować także żywe komórki raka. Co ważne, proces ten zachodził niezależnie od limfocytów T i B, które stanowią podstawę większości współczesnych immunoterapii.
To odkrycie może mieć duże znaczenie kliniczne. Obecnie stosowane terapie blokujące tzw. punkty kontrolne układu odpornościowego pomagają przede wszystkim pacjentom, u których limfocyty T skutecznie rozpoznają nowotwór. Problemem pozostają jednak „zimne guzy”, słabo widoczne dla układu immunologicznego. Makrofagi CD169+ mogą stać się narzędziem do zwiększenia aktywności odpornościowej także w takich przypadkach. Naukowcy przypuszczają, że komórki te mogłyby nie tylko bezpośrednio niszczyć część nowotworu, lecz również przyciągać limfocyty T do guza.
Badacze podkreślają, że podobny mechanizm może występować również w innych nowotworach litych. Makrofagi są bowiem obecne w większości guzów, a ich aktywność zależy od lokalnego środowiska tkankowego. Oznacza to, że przyszłe terapie mogłyby polegać nie tyle na dostarczaniu nowych komórek odpornościowych, ile na pobudzaniu tych, które już znajdują się w organizmie pacjenta.
Nowoczesna mikroskopia otwiera nowe możliwości
Badanie australijskiego zespołu pokazuje również, jak bardzo rozwinęły się techniki obrazowania stosowane w biologii i medycynie. Mikroskopia dwufotonowa pozwala obserwować żywe tkanki na dużej głębokości i śledzić zachowanie pojedynczych komórek w czasie rzeczywistym. Dzięki temu naukowcy mogą analizować procesy odpornościowe bezpośrednio w organizmie, a nie wyłącznie w hodowlach laboratoryjnych.
Rozwój takich metod ma znaczenie także dla współczesnej medycyny personalizowanej, bioinformatyki i analizy danych biologicznych. To obszary silnie związane z matematyką, modelowaniem oraz analizą dużych zbiorów informacji – dziedzinami bliskimi tradycji kopernikańskiej, łączącej nauki ścisłe z medycyną. Coraz częściej właśnie połączenie zaawansowanej technologii obrazowania, biologii molekularnej i obliczeń komputerowych pozwala odkrywać mechanizmy niewidoczne jeszcze kilka lat temu.
