26 февраля 2026
Одна из причин снижения эффективности противоопухолевого иммунитета — это дефицит глюкозы в микроокружении опухоли. Цитотоксическим Т-клеткам требуется много глюкозы для поддержания своих функций, и ее недостаток снижает их активность. Авторы статьи в Cell нашли решение этой проблемы — они экспрессировали в T-клетках два белка грибов рода Neurospora, чтобы обеспечить возможность метаболизировать целлобиозу. Клетки животных не могут использовать этот дисахарид. Способные утилизировать целлобиозу Т-лимфоциты успешнее, чем контрольные, сдерживали рост солидных опухолей у мышей. Выживаемость животных за период наблюдения составила 42% против 8% в контроле, и у части мышей, которым вводили модифицированные Т-клетки, был достигнут полный ответ, которого не наблюдалось в контрольной группе.
Изображение:Нейроспора, два белка которой экспрессировали в Т-клетках, — мицелиальный гриб отдела аскомицетов.
Микроокружение раковых опухолей защищает их от иммунного ответа организма и снижает эффективность иммунотерапий, например CAR T-клеточной. Один из механизмов, с помощью которых опухоль ингибирует лимфоциты — это интенсивное поглощение глюкозы из микроокружения. Цитотоксическим Т-клеткам требуется большое количество глюкозы для поддержания основных функций, и в микроокружении солидных опухолей ее недостаточно. Авторы статьи в Cell предложили восстановить функции опухоль-инфильтрирующих лимфоцитов, снабдив их уникальным и недоступным опухоли источником питания — целлобиозой.
Целлобиоза представляет собой дисахарид из двух остатков глюкозы, соединенных β-1,4-гликозидной связью. Она входит в состав целлюлозы и перспективна в качестве источника углерода и энергии, но клетки животных не могут ее метаболизировать, в отличие, например, от клеток грибов. Основных причины две — недостаток эффективного транспорта и отсутствие фермента, способного гидролизовать β-1,4-гликозидную связь. Чтобы обеспечить Т-клеткам способность использовать целлобиозу в качестве источника топлива для гликолиза, ученые экспрессировали в них два белка гриба нейроспоры (Neurospora crassa): транспортер целлобиозы CDT-1 и β-глюкозидазу GH1-1.
Оптимизировав кодоны каждого гена для экспрессии в мышиных клетках, ученые трансдуцировали ими первичные T-лимфоциты мышей. Иммуноокрашивание подтвердило экспрессию обоих белков, и трансдуцированные Т-клетки накапливали целлобиозу намного активнее, чем контрольные.
Затем исследователи проверили, способны ли модифицированные Т-лимфоциты (их обозначили как CG-T-клетки) утилизировать поглощенную целлобиозу. Они культивировали клетки в присутствии меченой 13C-целлобиозы и низкой концентрации немеченной глюкозы. Накопление 13C наблюдалось в ключевых метаболитах гликолиза, пентозофосфатного пути и цикла Кребса, причем метку содержали практически 100% метаболитов гликолиза.
В CG-T-клетках, которые инкубировали только с целлобиозой, поддерживались нормальные уровни основных метаболитов гликолиза (в том числе самой глюкозы и ацетил-КоА) и его промежуточных продуктов (например, УДФ-глюкозы), а также ключевых метаболитов работы митохондрий. Кроме того, в отличие от немодифицированных клеток, CG-T-лимфоциты одинаково хорошо выживали и пролиферировали в среде как с глюкозой, так и только с целлобиозой.
Далее ученые оценили противораковый потенциал CG-T-клеток in vivo. Они провели опыты на мышах, которым подкожно вводили клетки лимфомы EL-4, экспрессирующие овальбумин в качестве антигена. Эту модель выбрали, в частности, потому, что микроокружение опухоли действительно было обеднено глюкозой по сравнению со здоровыми тканями. Однако необходимо было убедиться, что модифицированные Т-лимфоциты не будут экспортировать глюкозу, которую они получают при расщеплении целлобиозы. Авторы подтвердили это in vitro, а затем получили CG-T-клетки, специфичные к овальбумину, и ввели их мышам на 10-й день после подсаживания опухолевых клеток.
Четырехнедельная выживаемость без прогрессии составила 5 из 12 (42%) среди мышей, Т-клетки которых были способны утилизировать целлобиозу, и 8% для мышей, получавших контрольную терапию. При этом у 2 из 12 (17%) животных в первой группе был достигнут полный ответ на лечение, тогда как из группы контроля в долгосрочной перспективе не выжила ни одна мышь.
Наконец, исследователи подтвердили применимость подхода для человеческих CAR T-клеток. Они ввели клетки линии Raji (B-клеточной лимфомы человека) иммунодефицитным мышам, а затем лечили животных CAR T-клетками, специфичными к CD19 и метаболизировавшими целлобиозу. У четырех из пяти мышей, которым вводили такие CAR T-клетки и целлобиозу, опухоли оказались полностью элиминированы. Также полного ответа достигли две из четырех мышей, получавших только CAR T-клетки.
Таким образом, способность Т-лимфоцитов метаболизировать целлобиозу — недоступный раковым клеткам дисахарид, — позволила обойти один из механизмов, которыми опухоль подавляет их активность. Это обеспечило противоопухолевый иммунный ответ даже при дефиците глюкозы в среде, и авторы рассчитывают, что их разработка найдет применение в иммунотерапии солидных опухолей.
