Naturen: Fantastiskt! Tunnmetallmembranet levererar Car-t-celler effektivt till solida tumörer

Tänk om en metall som redan använts för att reparera sprickor, räta ut tänderna och förhindra tilltäppta artärer också kan användas för att stoppa cancer från att spridas?

I en ny studie har forskare från Fred Hutchinson cancerforskningscenter i USA för första gången funnit att ett litet, tunt metallnät laddat med cancerbekämpande immunceller kan krympa en preklinisk modell av äggstockscancer. Resultaten publicerades nyligen i Nature Biomedical Engineering under titeln "Nitinol tunnfilmer funktionaliserade med car-t-celler för behandling av solida tumörer."

Bilder från Fred Hutchinson Cancer Research Center

Matthias Stephan, doktor, en forskare vid Fred Hutchinson cancerforskningscentrum och motsvarande författare till uppsatsen, sade, "cellterapier för att bekämpa cancer har varit mycket framgångsrika i blodcancer, men inte i solida tumörer. Våra resultat visar att tunn metallnät laddat med genetiskt konstruerade t-celler för att bekämpa äggstockscancer kan ta bort tumörer i 70 procent av behandlade möss, vilket ger oss ett viktigt steg mot att göra cellterapi effektiv mot solida tumörer. "

Fasta tumörer, inklusive bröst-, äggstocks- och bukspottkörtelcancer, har olika strategier för att undvika och slå tillbaka mot immunceller som dödar cancer, såsom T-celler eller car-t-celler, som uttrycker chimär antigenreceptor (CAR). Injicera cancer -Kämpar celler ensamma fungerar inte; De kommer inte till tumören, eller om de kommer till cancercellerna, tröttnar de på att döda cancercellerna och misslyckas.

Stephan har utformat ett material som är säkert för människor och kan transportera cancerbekämpande celler i tumörer. "Förutom att minimera biverkningar på patienter är vårt slutliga mål att göra t-cellterapi snabbare, billigare och lättare att leverera till patienter, " han sa.

För att göra detta laddar Stephans nya studie car-t-celler som är inriktade på äggstockscancer på ett poröst nät av metallmembran, som sedan placeras på tumören.

"Det är inte bara en passiv leveransanordning. Det är också en frisläppningsplattform för att utlösa spridningen av car-t-celler, som kan övervinna tumörens försvar mot dessa T-celler."

Forskarna använde tunna, nästan genomskinliga metallmembran tillverkade av Monarch Biosciences. Metallfilmen, som är 10 mikron tjock och tillverkad av Nitinol-legering, kan säkert implanteras i kroppen och användas i andra medicinska apparater.

Under kraftfulla mikroskop har metallfilmen små utrymmen som kan konfigureras till olika mönster. Detta utrymme kan fyllas med läkemedel eller andra vätskor, och metallmembranet kan implanteras i kroppen, där vätskorna läcker ut och hittar sina mål.

Stephan och hans kollegor ville se om metallmembranet kunde innehålla T-celler och leverera de cancerbekämpande cellerna till tumörer.

"Vi behövde hitta ett rumsligt mönster av metallmembran som var mycket lämpligt för t-celler. Det rumsliga mönstret måste vara tillräckligt litet för att inte låta cellerna falla mellan sprickorna, men inte så små att T-cellerna känner sig för trånga att röra sig ".

De fann att ett linjärt mönster, som liknar den ovanifrån och ner labyrinten vyn, bäst lämpade för T-celler. De täckte metallmembranet med en mängd olika material, vilket tillåter att car-t-celler växer och multiplicerar en gång i kroppen.

Forskarna laddade metallmembranet med car-t-celler som var programmerade att leta efter markören för äggstockscancercellen ROR1.Denna genetiskt konstruerade car-t-celler placerades på vardera sidan av metallmembranet och absorberades sedan i mitten av det belagda materialet .

"Det är som ett bröd med apelsinsås på båda sidor," sade Stephan. Detta metallmembran är brödet, och sedan lägger vi car-t-cellerna på sidorna av det, och dessa celler nedsänks sedan i mitten. "

Med hjälp av en laboratoriemodell för äggstockscancer implanterade forskarna ett metallmembran som innehåller car-t-celler i tumören. T-celler migrerar från metallmembranet och metastaserar till tumörens närhet. Inom tio dagar hade alla tumörer i mössen försvunnit. Inom 20 dagar förblev 70 procent av mössen tumörfria.

Om det bekräftas av mer forskning och kliniska prövningar, kan metoden för implantering av metallmembran för att hämma tumörtillväxt så småningom användas för att behandla sjukdomar som cancer i bukspottkörteln och äggstockarna.

I ett annat experiment fann forskarna att rörformiga metallmembran impregnerade med car-t-celler förhindrade tumörer från att växa till sådana membran. Metoden kan användas för att behandla cancer som orsakar hinder i luftvägarna eller matsmältningssystemet, såsom lung-, bukspottkörtel- eller matstrupscancer, i vilka stentar används för att undertrycka tumörens störning av svälja.

"Vi fokuserar på car-t-celler i våra aktuella experiment, men jag kan se detta tillvägagångssätt fungera med t-cellreceptorterapier, naturliga mördare celler och andra immunceller som riktar sig mot cancer," sade Stephan.

Referens ： 1. Michael E. Coon et al. Tunna Nitinol-filmer funktionaliserade med CAR-T-celler för behandling av solida tumörer. Nature Biomedical Engineering, 2019, doi: 10.1038 / s41551-019-0486-0.

2.Vetenskapsmän visar tunt metallnät laddat med T-celler krymper solida tumörer

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