科學家利用納米顆粒重編程免疫細胞來抗癌

Fred Hutchinson癌症研究中心的研究人員開發了可生物降解的納米顆粒，可用於遺傳編程免疫細胞以識別和破壞癌細胞 - 而免疫細胞仍然在體內。

在Nature Nanotechnology發表的原理證明研究中，該團隊表明，稱為T細胞的納米粒子程序性免疫細胞可以快速清除或減緩小鼠模型中白血病的進展。

該研究的資深作者馬特西斯·斯蒂芬博士（Fred Hutch）的博士Matthias Stephan博士說：「我們的技術是我們所知道的首先將腫瘤識別能力快速地編入T細胞，而不需要提取實驗室操作。

「重編程細胞在24至48小時內開始工作，並持續產生這些受體數周。

這表明我們的技術有可能允許免疫系統迅速建立足夠強大的反應，在疾病死亡之前破壞癌細胞。「

細胞免疫治療已經在臨床試驗中顯示出希望，但是使它們更廣泛地可用並且能夠快速部署它們仍然存在挑戰。

目前，這些治療方法通常需要幾周時間：T細胞必須從患者身上移除，並在將其注入病人之前進行基因工程改造並在特殊的細胞處理設備中生長。

這些新的納米顆粒可以消除對這種昂貴且耗時的步驟的需要。

儘管他的T細胞編程方法距離診所還有幾步，但Stephan認為納米粒子將基於細胞的免疫治療（無論是癌症還是傳染性疾病）轉化為易於施用的現成治療的未來隨處可用

「我從來沒有過癌症，但是如果我得到了癌症診斷，我想立即開始治療，」Stephan說。

「我想在診斷的當天將細胞免疫治療作為治療選擇，並且能夠在人們生活附近的門診病人中進行治療。」

身體作為遺傳工程實驗室

斯蒂芬創建了他的T細胞歸巢納米粒子作為一種將更多的人攜帶細胞癌免疫治療的力量。

在他的方法中，耗費時間的T細胞編程步驟全部發生在身體內，在幾天內創造了一個潛在的「連環殺手」軍隊。

正如新研究報道，Stephan和他的團隊開發了可生物降解的納米顆粒，將T細胞轉化為CAR T細胞，這是一種特殊類型的細胞免疫治療，在臨床試驗中為白血病提供了有希望的結果。

研究人員設計了納米粒子來攜帶編碼針對和消除癌症的嵌合抗原受體（CAR）的基因。

他們還用分子標記納米顆粒，使其像毛刺一樣粘附到吞噬納米顆粒的T細胞上。

細胞的內部交通系統然後將納米顆粒引導到細胞核，並溶解。

該研究提供了原理證明，納米粒子可以教育免疫系統靶向癌細胞。

Stephan和他的團隊設計了新的CAR基因，整合到核內的染色體中，使得T細胞可以在一兩天內開始對新基因進行解碼併產生CAR。

一旦團隊確定他們的攜帶CAR的納米顆粒重新編程了一個顯著百分比的T細胞，他們測試了他們的功效。

使用白血病的臨床前小鼠模型，斯蒂芬和他的同事比較了他們的納米粒子編程策略與化療，然後輸注實驗室中編程的T細胞來表達CAR，模擬當前的CAR-T細胞治療。

納米顆粒編程的CAR-T細胞自身抵抗注入的CAR-T細胞。

用納米顆粒或輸注的CAR-T細胞治療平均提高了58天的生存期，高於大約兩周的中位生存期。

該研究由Fred Hutch的免疫治療計劃，白血病和淋巴瘤協會，Phi Beta Psi Sorority，國家科學基金會和國家癌症研究所資助。

後續步驟等應用

史蒂芬納米顆粒在接近人體試驗之前，仍然要清除幾個障礙。

他正在追求新的策略，使基因交付和表達系統在人們身上安全，並與能夠生產臨床級納米顆粒的公司合作。

此外，斯蒂芬已經把目光轉向治療實體瘤，並與Fred Hutch的幾個研究小組合作。

而且，他說，免疫治療可能只是一個開始。

理論上，納米粒子可以被修改為滿足免疫系統需要增強的患者的需求，但是常規疫苗不能等待幾個月。

「我們希望這可以用於傳染病，如肝炎或艾滋病毒，」斯蒂芬說。

他解釋說，這種方法可能是「向患者提供他們自己身上沒有的受體」。「你只需要一小部分編程的T細胞來防範病毒。」

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