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工程化免疫细胞传递抗癌信号,防止癌症扩散

来源:互联网 作者:羽昕 人气:0 发布时间:2021-08-31 17:02:37
科学家们已经通过基因工程改造了免疫细胞,称为骨髓细胞,可以精确地向癌症可能扩散的器官传递抗癌信号。 在一项对小鼠的研究中,用工程细胞治疗可以缩小肿瘤并防止癌症扩散到身体的其他部位。 该研究由美国国立卫生研究院 (NIH) 下属的美国国家癌症研究所 (NCI) 癌症研究中心

工程化免疫细胞传递抗癌信号,防止癌症扩散

 

科学家们已经通过基因工程改造了免疫细胞,称为骨髓细胞,可以精确地向癌症可能扩散的器官传递抗癌信号。 在一项对小鼠的研究中,用工程细胞治疗可以缩小肿瘤并防止癌症扩散到身体的其他部位。 该研究由美国国立卫生研究院 (NIH) 下属的美国国家癌症研究所 (NCI) 癌症研究中心的科学家领导,于 2021 年 3 月 24 日在 Cell 上发表。

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“这是一种新的免疫治疗方法,似乎有望成为转移性癌症的潜在治疗方法,”该研究的负责人、NCI 癌症研究中心的医学博士 Rosandra Kaplan 说。

 

众所周知,转移性癌症——从原始位置扩散到身体其他部位的癌症——很难治疗。 Kaplan 博士的团队一直在探索另一种方法:首先防止癌症扩散。

 

在癌症扩散之前,它会发出信号,让远处的部位为癌症的到来做好准备——比如在到达之前提前打电话让你的酒店房间里的枕头松软。 卡普兰博士于 2005 年发现的这些“准备就绪”位点被称为转移前壁龛。

 

在这项新研究中,NCI 团队探索了转移前生态位中免疫细胞的行为。因为卡普兰博士是一名儿科肿瘤学家,该团队主要研究了植入横纹肌肉瘤的小鼠,横纹肌肉瘤是一种在儿童肌肉中发展并经常扩散到肺部的癌症。

 

为了研究转移前的生态位,研究人员在腿部肌肉中形成肿瘤之后在肺部发现癌症之前观察了小鼠的肺部。 NCI 的科学家们发现,免疫系统攻击癌症的天然能力是存在的,但在肺部被积极扼杀。杀死癌症的免疫细胞很少,但抑制免疫系统的细胞却很多。

 

尤其是骨髓细胞在转移前生态位中非常丰富,并且随着癌症的进展继续聚集在那里。骨髓细胞是人体对感染、损伤和癌症的反应的一部分。当它们检测到威胁时,它们通常会产生白细胞介素 12 (IL-12),这是一种警告和激活其他免疫细胞的信号。但研究人员发现,肺转移前壁龛中的髓样细胞反而会发出信号,告诉抗癌免疫细胞停下来。

 

Kaplan 博士解释说,肺转移前生态位的这些特征共同使癌细胞在那里扩散时能够茁壮成长。

 

NCI 团队想知道他们是否可以利用骨髓细胞通过改变它们传递的信息来刺激免疫系统在转移前生态位中发挥作用。因此,他们使用基因工程将 IL-12 的额外基因添加到实验室小鼠的骨髓细胞中。

 

“我们选择骨髓细胞来递送 IL-12,这是因为它们具有独特的回归肿瘤和转移部位的能力,”卡普兰博士说。 “使用 IL-12,我们将音量调高,但已被静音。”

 

在患有横纹肌肉瘤的小鼠中,这些被称为 GEMys 的基因工程骨髓细胞在原发肿瘤和转移部位产生 IL-12。研究人员发现,正如所希望的那样,GEMys 在转移前的生态位中招募并激活了杀死癌症的免疫细胞,并降低了抑制免疫系统的信号。

 

“我们很高兴看到 GEMys 在转移前的利基市场改变了他的说法。他们现在告诉其他免疫细胞准备好对抗癌症,”卡普兰博士说。

 

因此,接受 GEMys 治疗的小鼠肺部转移性癌症较少,肌肉中的肿瘤较小,而且与接受非工程骨髓细胞治疗的小鼠相比,它们的寿命显着延长。研究人员在研究胰腺肿瘤扩散到肝脏的小鼠时发现了类似的结果。

 

NCI 团队还发现,结合化疗、手术或 T 细胞转移疗法,GEMy 治疗的效果有所改善。例如,在 GEMy 输注前两天给小鼠单剂量化疗治愈横纹肌肉瘤小鼠,这意味着治疗完全消除了 100 多天的所有癌症痕迹。

 

“我以前在研究中从未见过这种持久的治疗方法。通常情况下,癌症的生长会在治疗后放缓,但随后又会卷土重来,”卡普兰博士说。

 

该团队还发现了化疗和 GEMys 组合可能防止癌症复发的证据。当研究人员将癌细胞重新引入已通过联合治疗治愈的小鼠体内时,肿瘤并未形成。研究人员解释说,这表明联合治疗对癌症留下了持久的“免疫记忆”。

 

作为研究的最后一步,研究人员利用实验室培养的人类细胞创造了 GEMys。在实验室培养皿中,经过基因改造的人类细胞产生 IL-12 并激活抗癌免疫细胞。

  

该团队计划在成人癌症患者的临床试验中测试人类 GEMys 的安全性,如果证明安全,则在患有癌症的儿童和青少年中进行测试。他们希望探索许多悬而未决的问题,包括 GEMys 的归巢模式在人类和小鼠中是否相似,以及 GEMys 中的 IL-12 是否会对患者产生副作用。

 

但研究人员对几个因素感到放心。 “我们正在提供少量 IL-12,它类似于人体对感染的自然反应,从而产生针对癌症的免疫激活的连锁反应。此外,GEMys 不会在体内快速繁殖,因此它们不会使 IL-12 充满系统,”该研究的第一作者 Sabina Kaczanowska 博士解释说。这些都是重要的考虑因素,因为全身高水平的 IL-12 可能是有毒的。

 

“虽然规划细胞疗法的首次人体试验存在挑战,但我很高兴能够获得 NIH 临床中心的资源,并能够依靠我的 NCI 同事的经验数十年开发癌症细胞疗法的经验,”卡普兰博士补充道。

 

 

 

 

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