新的研究优化了人体自身的免疫系统来对抗癌症

这是首个此类研究，揭示了工程免疫细胞如何更快地移动以攻击肿瘤

　　

明尼苏达大学双城分校(University of Minnesota Twin Cities)的工程和医学研究人员领导的一项开创性研究显示，用于新癌症疗法的工程免疫细胞如何克服物理障碍，让患者自身的免疫系统对抗肿瘤。这项研究可能在未来改善全球数百万人的癌症治疗。

这项研究发表在《自然通讯》(Nature Communications)上，这是由《自然研究》(Nature research)出版的一份经同行评审、可公开获取的科学期刊。

免疫疗法是一种癌症治疗方法，可以帮助患者的免疫系统对抗癌症，而不是使用化学药物或放射疗法。T细胞是一种对免疫系统至关重要的白细胞。细胞毒性T细胞就像士兵一样，搜寻并摧毁目标入侵者细胞。

虽然已经成功地在血液或造血器官中使用免疫疗法治疗某些类型的癌症，但T细胞在实体肿瘤中的作用要困难得多。

“肿瘤有点像一场障碍赛，T细胞必须经过严酷的考验才能到达癌细胞，”该研究的资深作者、明尼苏达大学科学与工程学院(University of Minnesota College of Science and engineering)生物医学工程副教授保罗普罗文扎诺(Paolo Provenzano)说。“这些T细胞进入肿瘤，但它们不能很好地移动，在耗尽能量和筋疲力尽之前，它们不能去它们需要去的地方。”

在这项史无前例的研究中，研究人员正在努力设计T细胞，并制定工程设计标准，以机械地优化细胞或使它们更“适合”克服障碍。如果这些免疫细胞能够识别并到达癌细胞，那么它们就可以摧毁肿瘤。

在肿瘤的纤维团块中，肿瘤的僵硬导致免疫细胞的速度减慢了两倍——几乎就像它们在流沙中奔跑一样。

“这项研究是我们首次发表的论文，我们已经确定了一些结构和信号元素，我们可以调整这些T细胞，使它们更有效地对抗癌症，”明尼苏达大学共生团癌症中心的研究人员Provenzano说。“肿瘤中的每一个‘障碍路线’都略有不同，但也有一些相似之处。在对这些免疫细胞进行改造后，我们发现，无论遇到什么障碍，它们通过肿瘤的速度几乎是原来的两倍。”

为了改造细胞毒性T细胞，作者使用了先进的基因编辑技术(也称为基因组编辑)来改变T细胞的DNA，使它们能够更好地克服肿瘤的屏障。最终的目标是减缓癌细胞的生长速度，加快免疫细胞的生长速度。研究人员正在努力创造能够克服各种障碍的细胞。当这些细胞混合在一起时，目标是让免疫细胞群克服所有不同类型的障碍，以到达癌细胞。

普罗文扎诺说，下一步是继续研究细胞的力学特性，以便更好地了解免疫细胞和癌细胞是如何相互作用的。研究人员目前正在研究啮齿类动物的工程免疫细胞，并计划未来在人类身上进行临床试验。

虽然最初的研究主要集中在胰腺癌上，但普罗文扎诺说，他们正在开发的技术可以用于许多类型的癌症。

“使用细胞工程方法来对抗癌症是一个相对较新的领域，”普罗文扎诺说。“它允许一种非常个性化的方法应用于各种癌症。我们觉得我们正在拓展一个新的研究方向，看看我们自己的身体是如何对抗癌症的。这将对未来产生重大影响。”

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 "Engineering T cells to enhance 3D migration through structurally and mechanically complex tumor microenvironments," visit the Nature Communications website.