在侵襲性小鼠腫瘤模型中，刺激t細(xì)胞的生物材料在皮膚下緩慢生物降解，刺激體內(nèi)的CAR-T細(xì)胞以提高治療效果。
CAR-T細(xì)胞療法正在改變以前無(wú)法治愈的血癌的治療方法。6種獲批的CAR-T產(chǎn)品已經(jīng)在2萬(wàn)多人身上使用，500多項(xiàng)臨床試驗(yàn)正在進(jìn)行中。然而，根據(jù)麻省總醫(yī)院最近的一項(xiàng)研究，在接受CAR-T細(xì)胞療法治療的100名淋巴瘤、骨髓瘤或b細(xì)胞急性淋巴細(xì)胞白血病患者中，24%只有部分反應(yīng)，20%根本沒(méi)有反應(yīng)——這是CAR-T療法治療患者的典型成功率。
CAR-T細(xì)胞是通過(guò)將所謂的“嵌合抗原受體”(CARs)引入到患者自身的免疫T細(xì)胞的分子庫(kù)中，使其能夠?qū)ふ也⑺捞囟ǖ陌┘?xì)胞而產(chǎn)生的。經(jīng)過(guò)費(fèi)力和昂貴的體外工程和擴(kuò)增，它們被作為活體治療藥物重新施用于同一患者。
腫瘤學(xué)研究人員懷疑，令人失望的治療結(jié)果可能是由幾種情況造成的，包括給患者使用的CAR-T細(xì)胞產(chǎn)品質(zhì)量差，或者CAR-T細(xì)胞在患者體內(nèi)存活時(shí)間不夠長(zhǎng)，或者它們的抗腫瘤能力已經(jīng)耗盡。迫切需要新的治療策略來(lái)幫助克服這些缺點(diǎn)，并進(jìn)一步提高CAR-T細(xì)胞在制造過(guò)程中甚至在患者體內(nèi)的質(zhì)量和功效。
現(xiàn)在，哈佛大學(xué)Wyss生物啟發(fā)工程研究所和哈佛大學(xué)John a . Paulson工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院(SEAS)的一個(gè)研究小組已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種生物可降解支架材料形式的簡(jiǎn)單干預(yù)方法，這種材料可以局部注射到皮膚下，用于在給藥后重新刺激CAR-T細(xì)胞，以提高其治療效果。在患有侵襲性血液腫瘤的小鼠中，用非治愈劑量的CAR-T細(xì)胞治療，該團(tuán)隊(duì)的“t細(xì)胞增強(qiáng)支架”(TES)顯著抑制了腫瘤的生長(zhǎng)，延長(zhǎng)了動(dòng)物的生存時(shí)間。CAR-T細(xì)胞治療效果的提高是由于TES能夠增加血液循環(huán)中CAR-T細(xì)胞的數(shù)量，并引導(dǎo)它們分化為殺傷腫瘤的T細(xì)胞亞型。研究結(jié)果發(fā)表在《自然生物醫(yī)學(xué)工程》雜志上。
“雖然我們的策略需要轉(zhuǎn)化為人類(lèi)的需求和環(huán)境，但它可能提供一個(gè)安全，簡(jiǎn)單的途徑，進(jìn)一步改善CAR-T細(xì)胞治療不良反應(yīng)的患者，”領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的Wyss創(chuàng)始核心教員David Mooney博士說(shuō)。“通過(guò)將部分過(guò)程轉(zhuǎn)移到患者體內(nèi)，它也有可能在未來(lái)簡(jiǎn)化極其艱巨和昂貴的CAR-T細(xì)胞制造過(guò)程。”Mooney也是SEAS的Robert P. Pinkas家族生物工程教授。
許多CAR-T細(xì)胞刺激方法已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)，除了引入CAR受體外，還對(duì)患者的T細(xì)胞進(jìn)行其他遺傳修飾，以更好地保持其治療效果(細(xì)胞內(nèi)在)，或者在疫苗的啟發(fā)下，靶向免疫系統(tǒng)的其他部分，以支持CAR-T細(xì)胞攻擊腫瘤細(xì)胞(細(xì)胞外在)。然而，它們中的大多數(shù)都涉及新的挑戰(zhàn)，包括在CAR-T細(xì)胞制造過(guò)程中更復(fù)雜的細(xì)胞操作，以及在細(xì)胞內(nèi)在方法的情況下對(duì)所產(chǎn)生細(xì)胞行為的控制，或者在細(xì)胞外在方法的情況下對(duì)身體產(chǎn)生意想不到的副作用。
在皮膚下制造了一個(gè)假淋巴結(jié)
“以前，我們的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了生物材料支架，通過(guò)模仿抗原呈遞細(xì)胞(APCs)，在培養(yǎng)皿中擴(kuò)增用于免疫治療的t細(xì)胞，APCs通常通過(guò)向淋巴結(jié)呈遞腫瘤抗原來(lái)重新編程淋巴結(jié)中的t細(xì)胞。我們假設(shè)這個(gè)基本概念也可以應(yīng)用于有效刺激體內(nèi)的CAR-T細(xì)胞——TES本質(zhì)上可以作為偽淋巴結(jié)，”共同第一作者David Zhang說(shuō)，他在Mooney的小組獲得了博士學(xué)位。
TES生物材料支架由微小的可生物降解介孔二氧化硅棒(MSRs)組成，當(dāng)注射到皮膚下時(shí)，這些介孔二氧化硅棒可以自組裝成3D的細(xì)胞滲透性支架結(jié)構(gòu)，并通過(guò)小血管連接到血液循環(huán)中。TES含有一種稱(chēng)為白細(xì)胞介素-2 (IL-2)的可溶性分子，這種分子不斷釋放，刺激T細(xì)胞從血液循環(huán)進(jìn)入TES。此外，msr被一層雙層脂質(zhì)包裹，這種脂質(zhì)模仿了t細(xì)胞在淋巴結(jié)中遇到的APC的外細(xì)胞膜。這個(gè)脂質(zhì)層向T細(xì)胞表面的T細(xì)胞受體呈遞兩種抗體分子，抗cd3和抗cd28，其方式與apc呈遞的腫瘤抗原通常刺激受體的方式相似。然后誘導(dǎo)CAR-T細(xì)胞增加它們的數(shù)量，并分化成殺死腫瘤的T細(xì)胞亞型。
首先，研究人員確定了TES中最佳的抗cd3:抗cd28抗體比例和數(shù)量，這有助于招募最多數(shù)量的培養(yǎng)CAR-T細(xì)胞，并誘導(dǎo)它們成為具有腫瘤細(xì)胞殺傷潛力的“效應(yīng)t細(xì)胞”。當(dāng)注射到小鼠皮膚下時(shí)，TES與動(dòng)物的脈管系統(tǒng)相連，并在三周以上的時(shí)間內(nèi)保持血管化結(jié)節(jié)的可追溯性。超過(guò)60%的細(xì)胞滲透到它們的多孔網(wǎng)絡(luò)中是中性粒細(xì)胞，這是一種白細(xì)胞，作為免疫系統(tǒng)的第一道防線(xiàn)，而T細(xì)胞的比例要小得多，但卻很重要，它們通常是延遲的、更具有靶向性的腫瘤細(xì)胞(或病原體)定向免疫防御的一部分。
研究人員認(rèn)為，“通過(guò)引起一些輕微的炎癥，TES支架刺激它們的血管化，并幫助吸引某些類(lèi)別的免疫細(xì)胞，這將增加免疫細(xì)胞被動(dòng)地通過(guò)TES，”共同第一約書(shū)亞·布羅克曼博士說(shuō)，他是穆尼團(tuán)隊(duì)的博士后，現(xiàn)在是威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的助理教授。“通過(guò)在不同的時(shí)間點(diǎn)再次移除注射的支架，用CAR-T細(xì)胞培養(yǎng)它們，并測(cè)量細(xì)胞的激活水平，我們能夠得出結(jié)論，在注射后，TES可以刺激CAR-T細(xì)胞至少7天。”
腫瘤檢測(cè)
為了測(cè)試TES作為治療助推器的潛力，研究小組使用了與臨床相關(guān)的人類(lèi)伯基特淋巴瘤小鼠模型。伯基特淋巴瘤是一種由b細(xì)胞癌變并影響許多器官引起的血癌。他們首先給小鼠注射人類(lèi)淋巴瘤細(xì)胞，然后給它們注射治療劑量的針對(duì)這種腫瘤的CAR-T細(xì)胞，然后在動(dòng)物皮膚下注射TES。重要的是，含有IL-2、抗cd3和抗cd28因子的TES比缺乏這三種因子的空白TES增加了5倍以上的循環(huán)CAR-T細(xì)胞數(shù)量，并且更多的CAR-T細(xì)胞獲得了殺死腫瘤細(xì)胞的潛力。當(dāng)在其他相同的環(huán)境中使用低劑量的CAR-T細(xì)胞不足以治愈癌癥時(shí)，CAR-T細(xì)胞繁殖得更多。
“TES將CAR-T細(xì)胞帶入它們的多孔結(jié)構(gòu)中，在那里它們促進(jìn)了它們的增殖、激活和分化，最終它們進(jìn)入血液，執(zhí)行它們的腫瘤殺傷功能，”張總結(jié)道。“而且，重要的是，雖然接受治療劑量不足的CAR-T細(xì)胞和空白TES的淋巴瘤動(dòng)物很快就會(huì)死于擴(kuò)散的癌癥，但注射CAR-T細(xì)胞和功能完整的TES的動(dòng)物存活的時(shí)間更長(zhǎng)。”
Brockman補(bǔ)充說(shuō):“這種侵襲性淋巴瘤小鼠模型是提供概念驗(yàn)證的理想工具。然而，它對(duì)應(yīng)的是處于疾病晚期的癌癥患者，治療需要大量的細(xì)胞毒性T細(xì)胞潛能。在將TES進(jìn)一步應(yīng)用于人類(lèi)患者時(shí)，可能需要更持久、更平衡的方法來(lái)增強(qiáng)CAR-T細(xì)胞對(duì)腫瘤的記憶。”
Dave Mooney團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)研究展示了利用工程學(xué)模擬多細(xì)胞相互作用的力量，多細(xì)胞相互作用是我們免疫系統(tǒng)抵抗癌癥的核心能力。這項(xiàng)技術(shù)可以在很大程度上改變?cè)S多接受CAR-T療法的癌癥患者的生活，這些患者還沒(méi)有從中受益，”Wyss創(chuàng)始董事Donald Ingber說(shuō)。
（文章來(lái)源：www.ebiotrade.com/newsf/2024-6/20240612215557221.htm） | 
