纳米粒子唤醒免疫细胞对抗癌症

一项新研究显示,微小的纳米粒子远小于人类头发的宽度,可能有助于身体自身的免疫系统对抗肿瘤。 在小鼠实验中,基于纳米粒子的治疗不仅消灭了原始靶向乳腺癌肿瘤,而且还消除了身体其他部位的转移。 研究人员称,新疗法的人体临床试验可能在未来几个月内开始。

寻找刺激免疫系统对抗肿瘤的药物是癌症研究中最热门的领域之一。 被称为T细胞的免疫哨兵通常在寻找可疑的目标,例如细菌入侵者和潜在的肿瘤细胞。 如果他们认出一个,他们会发出警报,诱导其他免疫细胞产生更大的反应。 然而,T细胞的警报可以被所谓的免疫检查点静音,正常细胞表面的其他蛋白质可以抑制免疫反应,防止对正常组织的有害自身免疫反应。 肿瘤细胞经常过度表达这些检查点分子,对免疫系统的搜索进行制动并破坏工作。

为了克服这个问题,制药公司开发了许多不同的抗体蛋白,它们可以阻断这些过表达的检查点分子并使免疫系统能够靶向肿瘤。 如果肿瘤附近有大量T细胞,或者肿瘤细胞经历了大量突变,从而为免疫哨所创造了额外的靶点,那么T细胞将发出对癌症的全面免疫反应。 这种癌症免疫疗法可以为患者的生命增加额外的时间。

然而,现有的癌症免疫治疗药物仅在20%至30%的患者中起作用。 纽约市纪念斯隆凯特琳癌症中心的癌症免疫治疗专家Jedd Wolchok表示,在某些情况下,即使检查点分子被阻断,周围活动性T细胞也太少而无法发出免疫警报。 他说,在其他人看来,肿瘤表面上没有足够的T细胞靶标,即所谓的肿瘤抗原。

但一个看似无关的谜题提供了提高免疫疗法有效性的前景。 肿瘤学家早就知道,在极少数情况下,患者接受放射治疗以缩小肿瘤后,免疫系统会产生侵略性反应,不仅会消除肿瘤,还会消除未经辐射治疗的全身转移。 研究人员现在认为,辐射有时会杀死肿瘤细胞,使新抗原暴露于T细胞,引导它们靶向其他携带它们的肿瘤细胞,伊利诺伊州芝加哥大学化学家林文斌说。本研究的作者。

林想知道他是否可以使用无毒纳米粒子以类似的方式使免疫系统敏感。 让纳米粒子自身通过免疫系统并不容易。 如果它们太大,血液中称为巨噬细胞的细胞吞噬它们。 血液蛋白质往往会覆盖颗粒,促进它们的摄取。 近年来,林的团队设计了一种方法来生产尺寸在20到40纳米之间的颗粒(纳米是十亿分之一米),这个范围最能躲避巨噬细胞。 他们还涂上了聚乙二醇外壳,这有助于他们在血液循环中存活更长时间并进入靶细胞。 最后,在内部,他们结合了强大的光吸收,氯基分子,将纳米粒子转变为肿瘤杀手。

在之前的研究中,研究小组发现,一旦注入血液,颗粒能够循环足够长的时间,以便在肿瘤内和周围找到它们的方式。 并且因为肿瘤通常具有渗漏的,形成不良的脉管系统,所以颗粒倾向于在癌组织的部位处泄漏并且被拾取并在肿瘤细胞内部内化。 一旦纳米粒子被吸收,研究人员就会在肿瘤上发出近红外光。 这种光被氯基分子吸收,然后激发附近的氧分子,产生一种高反应性的氧,称为单线态氧,它会撕裂附近的生物分子并杀死肿瘤细胞。

但林说,这只是它的开始。 单线态氧倾向于以一种将许多新的肿瘤抗原暴露于称为树突细胞的免疫细胞的方式撕裂肿瘤细胞,所述树突细胞像警察执行拉网一样,抓住抗原并将它们呈递给T细胞以进行更仔细的检查。 通过这样做,即使在附近没有那么多T细胞的情况下,它们也可以帮助免疫系统产生强大的抗肿瘤反应。

2016年8月,Lin和他的同事们在Nature Communications报道说,当他们将一种纳米粒子注射到结肠癌小鼠的血液中以及检查点抗体并用光线轰击肿瘤时, 。 然而,这些颗粒还运送标准的化学治疗毒素以帮助杀死癌细胞。 在他们目前的研究中,研究人员想要了解这种方法是否仅适用于免疫反应。

这一次,林和他的同事们研究了患有乳腺癌的小鼠,这是另一种癌症,通常对目前的免疫治疗药物没有反应。 同样,他们给动物注射了纳米颗粒以及检查点抗体。 但这次他们的纳米粒子不含任何其他化学治疗药物。 然后他们用红外线轰击肿瘤,等待结果。 他们在美国化学学会杂志上报告说,几乎在所有情况下,不仅原发性乳腺癌肿瘤被破坏,而且 。 “我们惊讶地发现,没有细胞毒性剂,你可以达到同样的效果,”林说。

“这是一个经过深思熟虑的方法,数据很有趣,”没有参与这项工作的Wolchok说。 他补充说,这种方法值得进行人体试验。 林说这些试验可能很快就会开始。 芝加哥团队已经成立了一家名为Coordination Pharmaceuticals的公司,该公司已经筹集了种子基金,以便在今年下半年的某个时间开展人类早期试验。

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