著名生物学家Nature子刊发布重大成果:一种无需免疫细胞的癌症免疫疗法

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2017年11月15日 来源:生物通

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  T细胞是免疫系统的主要武器,它们能检测到身体中感染了病毒的细胞,并启动对抗措施,有效杀死病毒。然而,由于T细胞无法将癌细胞识别为外来细胞,因此不能发挥作用消灭它们。而在嵌合抗原受体(CAR)T细胞治疗中,可以通过修饰设计免疫细胞来识别和杀死癌细胞,但这也有可能给患者带来并发症……

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  ——一组研究人员将两种干细胞系设计成“合成T细胞”,可以用于在体外摧毁乳腺癌细胞

设计细胞靶向靶标细胞的概念图

生物通报道:T细胞是免疫系统的主要武器,它们能检测到身体中感染了病毒的细胞,并启动对抗措施,有效杀死病毒。然而,由于T细胞无法将癌细胞识别为外来细胞,因此不能发挥作用消灭它们。而在嵌合抗原受体(CAR)T细胞治疗中,可以通过修饰设计免疫细胞来识别和杀死癌细胞,但这也有可能给患者带来并发症,比如细胞因子释放综合征(cytokine-release syndrome),这是一种免疫系统的过度反应,可以引起像发烧一样的轻微症状,也会引起类似器官功能障碍和死亡的严重症状。

为此,来自苏黎世联邦理工学院(ETH)生物系统科学和工程系的一组研究人员提出了一种创新的简化方法,用于生产治疗癌症的有效合成设计细胞,这些免疫细胞经过工程设计包含有更多的功能,能追捕和杀死癌细胞。研究人员将三个新组分加入到人肾细胞干细胞和(脂肪)干细胞中,将其转化为模拟T细胞的合成设计细胞。

这一研究成果公布在11月13日的Nature Chemical Biology杂志上,由苏黎世联邦理工学院合成生物学大师Martin Fussenegger教授领导完成,他的研究组曾设计发表人造胰岛β细胞研究的重大突破。

英国牛津大学的生物学家Simon Davis(未参与这项研究)点评道:“我们进入了细胞疗法的新时代,这是第一项将治疗延展到淋巴细胞本身的成果。他们将一种被动的非免疫细胞转变为乳腺癌细胞的接触依赖性杀手”。

全新合成设计T细胞

典型的免疫疗法是通过利用免疫系统来起作用。例如,在CAR-T细胞疗法中,患者注入自身T细胞(经过修饰,可以识别癌细胞表面上的特定蛋白质),治疗癌症。Fussenegger表示,“但是如果你通过重新编程免疫细胞来杀死癌症,可能会有一些副作用。”

为了利用其它细胞类型设计出更好疗效的T细胞,Fussenegger等人在一种来自人胚胎肾细胞的常见细胞系:HEK-293T细胞,和人间充质干细胞中构建了癌症检测传感器。这种传感器分为两部分:一部分从细胞膜中伸出,像天线一样,抑制内源性信号途径;另一部分由两个受体组成,当它们感应到另一个细胞表明的特殊蛋白时,就能激活上述的信号途径。也就是说,当受体接触到具有它们能识别抗原的癌细胞时,“这种相互作用就会令‘天线’后置,从而合成T细胞和靶标细胞之间的界面上不会有‘天线’”,Fussenegger解释道。

这种移位会引发了一系列反应,导致一些内源性和Fussenegger等人设计的细胞系发生变化,最终造成一种药物活化酶的释放。这种酶再被运到邻近的细胞,将前药(prodrug)转化为活性形式,杀死细胞(见下图)。

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