「智能」細胞助力癌症治療

2020-12-02 騰訊網

科學家們一直在尋找既能殺死癌細胞又不影響正常組織的藥物。近日，美國加州大學舊金山分校（UCSF）和普林斯頓大學的研究人員提出了用「智能」細胞療法來解決這一問題的互補型策略——使用一種活性藥物，這種藥物只能被癌細胞特異的蛋白質組合觸發，否則將保持惰性。

這項工作結合了前沿的細胞工程療法和先進的計算方法，相關論文於當地時間11月27日在《科學》雜誌上發表。

在過去的十年裡，嵌合抗原受體（CAR）- T細胞作為一種癌症的有效療法，一直備受關注。雖然CAR-T細胞在血癌中非常有效，但在實體瘤中效果並不好，存在一定的脫靶效應，而且實體瘤創造的微環境也常常抑制CAR - T細胞作用。

論文作者Wendell Lim博士認為，細胞類似於分子計算機，可以感知環境，然後整合信息來做出決定。由於實體瘤比血癌更複雜，所以必須製造更複雜的產品來對付它們。

此前，Lim等人利用機器學習的方法，分析了癌細胞和正常細胞的蛋白質資料庫，最終得到了數百萬種可能精確靶向癌細胞的蛋白質組合。

在這項新研究中，研究人員則展示了如何利用這些蛋白質數據推動設計有效、特異的癌症細胞療法。

研究人員將布爾邏輯應用於抗原組合，希望它們能在不影響正常組織的情況下，顯著提高T細胞識別腫瘤的能力。

研究人員使用了一種可定製的分子傳感器——synNotch，將布爾邏輯編碼到T細胞中，以殺死表達CD70和AXL這一獨特抗原組合的腎癌細胞。雖然CD70和AXL也分別存在於健康的免疫細胞和肺細胞中，但經過改造的T細胞只殺死了腎癌細胞。

由於synNotch能夠以「即插即用」的方式激活所選基因的表達，它們也可以以不同方式進行連接並創建具有不同布爾功能的通路，從而精確識別患病細胞並作出一系列反應。

在論文中，研究人員對多個synNotch受體是如何被串聯創造出複雜的癌症識別迴路進行了展示。通過使用synNotch配置，研究人員可以選擇性地殺死攜帶不同黑色素瘤和乳腺癌組合標記的細胞。

此外，當帶有synNotch的T細胞被注射到攜帶兩種相似腫瘤（具有不同抗原組合）的小鼠體內時，T細胞也有效、精確地定位了不同腫瘤，並完善地執行了科學家設計的細胞程序。

論文合著者、普林斯頓大學的Troyanskaya博士說：「癌症大數據分析領域和細胞工程領域在過去幾年都出現了爆炸式發展，但這些進展還未經結合。治療細胞的計算能力與機器學習方法相結合，使越來越豐富的癌症基因組、蛋白質組數據得到了切實可行的應用。」

科界原創

編譯：花花

審稿：西莫

責編：陳之涵

期刊來源：《科學》

期刊編號：0036-8075

原文連結：

https://medicalxpress.com/news/2020-11-big-powers-smart-cell-therapies.html

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