Nature子刊:厲害!薄薄的金屬膜可將CAR-T細胞高效遞送到實體瘤中

2021-01-15 生物谷

2019年12月24日訊/

生物谷

BIOON/---如果一種已經用於修復骨折、拉直牙齒和防止動脈阻塞的金屬也可以用來阻止癌症擴散，該怎麼辦？

在一項新的研究中，來自美國弗雷德哈欽森癌症研究中心的研究人員首次發現一塊小而薄的裝載著抗癌免疫細胞的金屬網可在卵巢癌臨床前模型中縮小

腫瘤

。相關研究結果近期發表在Nature Biomedical Engineering期刊上，論文標題為「Nitinol thin films functionalized with CAR-T cells for the treatment of solid tumours」。

圖片來自Fred Hutchinson Cancer Research Center。

論文通訊作者、弗雷德哈欽森癌症研究中心研究員Matthias Stephan博士說，「對抗癌症的細胞療法在血癌中取得了巨大的成功，但在實體瘤方面效果不佳。我們的發現表明裝載有經過基因改造後對抗卵巢癌的T細胞的薄金屬網可清除70%的經過治療的小鼠中的

腫瘤

，這使得我們在朝著讓細胞療法有效對抗實體瘤的目標上邁出了重要的一步。」

實體瘤，包括

乳腺癌

、卵巢癌和胰腺癌等，有多種策略可以躲避和反擊可殺死癌症的免疫細胞，比如表達嵌合抗原受體（CAR）的T細胞，即CAR-T細胞。單單注射抗癌細胞是行不通的；它們沒有到達

腫瘤

，或者如果它們確實到達了癌細胞，它們在試圖殺死這些癌細胞的過程中累壞了，然後敗下陣來。

Stephan設計出的材料對人體安全，可以將抗癌細胞攜帶到

腫瘤

中。他說，「除了最大程度地減少對患者的副作用外，我們的最終目標是使T細胞療法更快、更便宜和更容易遞送到患者體內。」

為了實現這一目標，Stephan的這項新的研究將靶向卵巢癌的CAR-T細胞裝載到了多孔的網狀金屬膜上，然後將這種金屬膜置於

腫瘤

上。

Stephan說，「這不僅是一種被動的遞送設備。它還是一個觸發CAR-T細胞增殖的釋放平臺，可以克服

腫瘤

對這些T細胞的防禦作用。」

這些研究人員使用了由Monarch生物科學公司（Monarch Biosciences）製造的幾乎半透明的薄金屬膜。這種金屬膜厚10微米，由鎳鈦合金製成，可以安全地植入體內，並用於其他醫療設備中。

在強大的顯微鏡下觀察可知這種金屬膜具有微小的空間，可以將這種空間配置為不同的圖案。可往這種空間中填充藥物或其他液體，然後將這種金屬膜植入體內，在那裡填充的液體會滲出並找到它們的靶標。

Stephan和他的同事們想看看這種金屬膜是否可以容納T細胞並將這些抗癌細胞遞送到

腫瘤

中。

Stephan說，「我們需要找到一種非常適用於T細胞的金屬膜空間圖案。這種空間圖案必須足夠小而不會讓細胞落在裂縫之間，但是也不能太小而讓T細胞感到太擁擠以至於無法移動。」

他們發現類似於自上而下迷宮視圖的直線圖案最適合T細胞。他們在金屬膜上塗覆了多種材料，使得CAR-T細胞一旦進入體內，便能夠生長和增殖。

這些研究人員在這種金屬膜中裝載了CAR-T細胞，其中這些CAR-T細胞經過編程後可以尋找卵巢癌細胞標誌物ROR1。將這些經過基因改造的CAR-T細胞放置在金屬膜的兩側，然後就被吸收到金屬膜上塗覆的材料的中間。

Stephan說：「這就像一塊麵包，兩側都塗著柑橘醬。這種金屬膜就是麵包，然後我們將CAR-T細胞放在它的兩側，這些細胞隨後浸入到中間。」

通過使用卵巢癌的實驗室模型，這些研究人員在腫瘤上植入了裝載有CAR-T細胞的金屬膜。 T細胞從金屬膜中遷移出去並轉移到腫瘤附近。在10天內，所有小鼠體內的腫瘤均消失。在20天內，有70％的小鼠保持無

腫瘤

狀態。

如果能夠得到更多的研究和

臨床試驗

證實，那麼這種通過植入金屬膜抑制

腫瘤

生長的方法最終也可能用於治療胰腺癌和卵巢癌等疾病。

在另一項實驗中，這些研究人員發現用CAR-T細胞浸漬的管狀金屬膜可以阻止腫瘤長入這種管狀金屬膜中。此方法可用於治療引起氣道或消化系統阻塞的癌症，比如肺癌、胰腺癌或食道癌，在這些癌症中，支架被用來抑制

腫瘤

對吞咽的幹擾。

Stephan說：「我們在當前的實驗中專注於CAR-T細胞，但我可以看到這種方法可與T細胞受體療法、天然殺傷細胞和其他靶向癌症的免疫細胞一起發揮作用。」（生物谷 Bioon.com）

參考資料：1.Michael E. Coon et al. Nitinol thin films functionalized with CAR-T cells for the treatment of solid tumours. Nature Biomedical Engineering, 2019, doi:10.1038/s41551-019-0486-0.

2.Scientists show thin metal mesh loaded with T cells shrinks solid tumors
https://medicalxpress.com/news/2019-12-scientists-thin-metal-mesh-cells.html

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