Vil lage celler som dreper kreft mer effektivt
Selv ikke de tøffeste «soldatene» i immunforsvaret vårt er utholdende nok til å ta knekken på kreftsvulster. Det ønsker NTNU-professor Øyvind Halaas å gjøre noe med.
Immunterapi i kreftbehandling handler om å forbedre immuncellenes evne til å drepe kreftceller. Metoden er effektiv mot blodkreft og noen typer lymfekreft, men har dårligere effekt på solide kreftsvulster.
Professor Øyvind Halaas ved Institutt for klinisk og molekylær medisin ved NTNU har lenge hatt en idé om hvordan immunterapi kan tas et steg lenger.
– Vi ønsker å trene opp immunceller til å bli mer robuste. «Treningen» foregår i laboratoriet der vi vi vil forsøke å gjenskape det som skjer i lymfeknutene inne i kroppen.
Dette er en ny måte å tenke på.
Fordi teknologien er generell, kan den være aktuell også for andre immunologiske sykdommer, og for eksempel i utvikling av vaksiner, sier Øyvind Halaas.
Professor Øyvind Halaas og hans forskergruppe har som mål å endre T-celler til å bli T-celler med hukommelse. Foto: Geir Mogen, NTNU
Radikal idé
NTNU-professoren skal lede en internasjonal gruppe som har fått 4 millioner euro i støtte fra det prestisjefylte European Innovation Council (EIC) Pathfinder programmet, under EUs forskningsprogram Horizon 2020. EIC Pathfinder støtter forskning og innovasjon som er i en tidlig fase og tar sikte på radikale gjennombrudd på sine felt.
T-cellene i fronten
– I kroppen gjennomgår immuncellene en opplæring og utvikling i lymfeknutene. Mest effektiv til å drepe kreftceller er de modne hvite T-cellene, forklarer professoren.
Men kreftceller er flinke til å kamuflere seg, og kan unnslippe T-cellenes utryddelse. Da kan det danne seg svulster. I immunterapi tar man T-celler fra pasienten og setter inn et konstruert gen som gjør at cellene oppfatter de spesifikke kreftcellene som en trussel.
Ifølge Halaas er begrensningen til teknikken at cellene er svake og ikke lever lenge.
Disse T-stamcellene tar seg av sykdommen uten å bli brukt opp, fordi de klarer å produsere nye drepeceller.
– Dersom man kan få disse cellene til å bli stamceller slik at de kan dele seg også etter at de er satt tilbake i kroppen, vil de ha større sjanse til å gjøre seg ferdig med å drepe kreftceller.
Kombinere egenskaper
T-stamceller med hukommelse har vist seg veldig aktive mot kreftceller. Disse cellene finnes det ikke mange av, men de er en veldig viktig del av immunforsvaret fordi de «husker» en langvarig, eller gjentagende sykdom. Disse T-stamcellene tar seg av sykdommen uten å bli brukt opp, fordi de klarer å produsere nye drepeceller.
– Vi vet vi ikke helt hvordan vi skal lage slike celler. Det vi vet er at T-stamceller med hukommelse blir dannet i lymfeknutene. Derfor vil forskergruppen vår bygge det vi kaller en nisje, en kunstig, forenklet lymfeknute, i laboratoriet. Målet er å endre T-celler til å bli T-celler med hukommelse, sier Halaas.
Ambisjonen til forskergruppen er å lage immunceller som kombinerer disse egenskapene, hukommelse og evnen til å kopiere seg selv.
«Treningssenter» for T-celler
På tvers av fagfelt skal forskerne samarbeide om å lage mikromiljøet som de kaller en nisje. En nystartet østerriksk teknologibedrift som har laget en ny klasse 3D-printere, skal bygge rammen, «stillaset», til nisjen.
Partnerne i EU-prosjektet skal fylle denne rammen med ulike celler og stimuli, og undersøke hva som virker best mot kreft.
Etter «treningsoppholdet» i nisjen, skal de manipulerte T-stamcellene settes tilbake til pasientens kropp.
Men de vil vokse i antall, og bli til hundrevis av millioner med modne og effektive kreftdrepeceller.
Så langt i prosessen kommer ikke forskergruppen til å gå. I første omgang er det kun snakk om forsøk på dyr og menneskeceller i modellsystemer.
Det store målet
– Vi regner med at de godt trente hukommelsesstamcellene først vil ha liten effekt mot kreftsykdommen. Men de vil vokse i antall, og bli til hundrevis av millioner med modne og effektive kreftdrepeceller. Da er teorien at de samlet kan bli i stand til å drepe alle cellene i en kreftsvulst, sier Øyvind Halaas.
Selv om metoden skulle vise seg å fungere, tenker ikke professoren at den vil erstatte kirurgi. Men kirurgene lykkes ikke alltid å fjerne hele kreftsvulsten, og noen ganger ligger den for vanskelig til. I slike tilfeller kan behandlingen med en hær av dedikerte T-stamceller være aktuell, tror Halaas.
Fire år, seks land
Prosjektet har fått navnet INCITE (Immune niches for cancer immunotherapy enhancement) og varer i fire år. Halaas sin ambisjon er at prosjektet skal vokse underveis med hjelp fra EU og deltakernes hjemmeinstitusjoner. Forskere fra Norge, Østerrike, Italia, Belgia, Tyskland og Nederland er med. Det inkluderer kreftimmunologer, forskere med erfaring med CAR-T-metoden, eksperter i materialvitenskap, 3D-printing, bioinformatikk, vevsteknologi og kommunikasjon.
Tidlig stadium
– INCITE er et innovasjonsprosjekt og vi befinner oss på et veldig tidlig stadium. Men meningen er at det skal bli «business». I løpet av det tredje året tror jeg vi kommer til å se om ting virker, sier Øyvind Halaas, som er leder og koordinator for prosjektet. Halaas har mikrofysiologiske systemer som sitt hovedfelt.
Den andre sentrale NTNU-forskeren i prosjektet er førsteamanuensis Jan Torgersen ved Institutt for maskinteknikk og produksjon. Han er ekspert på matematisk modellering og flyt i mikrosystemer.
