Природа: Удивительно! Тонкая металлическая мембрана эффективно доставляет клетки Car-t в твердые опухоли

Что, если металл, уже использованный для восстановления переломов, выпрямления зубов и предотвращения закупорки артерий, также может быть использован для предотвращения распространения рака?

В новом исследовании ученые из исследовательского центра Фреда Хатчинсона в Соединенных Штатах впервые обнаружили, что небольшая тонкая металлическая сетка, заполненная борющимися с раком иммунными клетками, может уменьшить доклиническую модель рака яичников. Результаты были недавно опубликованы в Nature Biomedical Engineering под названием «Тонкие пленки нитинола, функционализированные клетками car-t, для лечения солидных опухолей».

Фотографии из онкологического исследовательского центра Фреда Хатчинсона

Матиас Стефан, доктор философии, исследователь из онкологического исследовательского центра Фреда Хатчинсона и соответствующий автор статьи, сказал: «Клеточная терапия для борьбы с раком была очень успешной при раке крови, но не при солидных опухолях. Наши результаты показывают, что тонкая металлическая сетка, загруженная генно-инженерными Т-клетками для борьбы с раком яичников, может удалить опухоли у 70 процентов обработанных мышей, что дает нам важный шаг к повышению эффективности клеточной терапии против солидных опухолей ».

Солидные опухоли, включая рак молочной железы, яичников и рак поджелудочной железы, имеют множество стратегий, позволяющих уклониться и бороться с иммунными клетками, которые убивают рак, такими как Т-клетки или клетки car-t, которые экспрессируют рецептор химерного антигена (CAR). Инъекция рака - борьба с клетками сама по себе не сработает; Они не попадают в опухоль или, если они попадают в раковые клетки, они устают, пытаясь убить раковые клетки, и терпят неудачу.

Стефан разработал материал, который безопасен для людей и может переносить борющиеся с раком клетки в опухоли. "Помимо минимизации побочных эффектов для пациентов, наша конечная цель - сделать Т-клеточную терапию быстрее, дешевле и проще для доставки пациентам, " он сказал.

Для этого новое исследование Стефана загружает клетки car-t, нацеленные на рак яичников, на пористую сетку из металлических мембран, которые затем помещаются на опухоль.

«Это не просто пассивное средство доставки. Это также и платформа для запуска пролиферации car-t-клеток, которая может преодолеть защиту опухоли от этих T-клеток».

Исследователи использовали тонкие, почти полупрозрачные металлические мембраны, сделанные Monarch Biosciences. Металлическая пленка толщиной 10 микрон, изготовленная из сплава нитинола, может быть безопасно имплантирована в тело и использована в других медицинских устройствах.

Под мощными микроскопами, металлическая пленка имеет крошечные пространства, которые могут быть настроены в различные структуры. Это пространство может быть заполнено лекарствами или другими жидкостями, а металлическая мембрана может быть имплантирована в тело, где жидкости вытекут и найдут свои цели.

Стефан и его коллеги хотели узнать, может ли металлическая мембрана содержать Т-клетки и доставлять эти борющиеся с раком клетки в опухоли.

«Нам нужно было найти пространственную структуру металлических мембран, которая была бы очень подходящей для Т-клеток. Пространственная структура должна быть достаточно маленькой, чтобы не допустить попадания клеток между трещинами, но не настолько маленькой, чтобы Т-клетки чувствовали себя слишком тесно для движения «.

Они обнаружили, что линейный рисунок, похожий на вид лабиринта сверху вниз, лучше всего подходит для Т-клеток. Они покрывали металлическую мембрану различными материалами, позволяя клеткам car-t расти и размножаться в теле.

Исследователи загрузили металлическую мембрану car-t-клетками, которые были запрограммированы для поиска маркера раковых клеток яичника ROR1. Эти генно-инженерные car-t-клетки были размещены по обе стороны от металлической мембраны и затем абсорбированы в центре материала с покрытием ,

«Это как буханка хлеба с апельсиновым соусом с обеих сторон», - сказал Стефан. Эта металлическая мембрана - хлеб, и затем мы помещаем car-t клетки по бокам, и эти клетки затем погружаются в середину ».

Используя лабораторную модель рака яичников, исследователи имплантировали в опухоль металлическую мембрану, содержащую car-t-клетки. Т-клетки мигрируют из металлической мембраны и метастазируют в область опухоли. В течение 10 дней все опухоли у мышей исчезли. В течение 20 дней 70 процентов мышей оставались без опухолей.

Если это подтвердится дополнительными исследованиями и клиническими испытаниями, метод имплантации металлических мембран для ингибирования роста опухоли в конечном итоге может быть использован для лечения таких заболеваний, как рак поджелудочной железы и рак яичников.

В другом эксперименте исследователи обнаружили, что трубчатые металлические мембраны, пропитанные car-t-клетками, предотвращали рост опухолей в такие мембраны. Этот метод можно использовать для лечения раковых заболеваний, которые вызывают обструкцию дыхательных путей или пищеварительной системы, таких как рак легких, поджелудочной железы или пищевода, при котором стенты используются для подавления вмешательства опухоли в глотание.

«В наших текущих экспериментах мы концентрируемся на car-t-клетках, но я вижу, что этот подход работает с терапией Т-клеточными рецепторами, естественными киллерами и другими иммунными клетками, нацеленными на рак», - сказал Стефан.

Ссылка: 1. Майкл Э. Кун и соавт. Тонкие пленки нитинола, функционализированные клетками CAR-T, для лечения солидных опухолей. Nature Biomedical Engineering, 2019, doi: 10.1038 / s41551-019-0486-0.

2. Ученые показывают, что тонкая металлическая сетка, нагруженная Т-клетками, сжимает солидные опухоли

https://medicalxpress.com/news/2019-12-scientists-thin-metal-mesh-cells.html