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2024-06-25 09:06:19
養子T細胞療法は医療に革命をもたらしました。患者のT細胞（体の免疫システムの一部である白血球の一種）を抽出し、研究室で改変した後、体内に注入し直し、感染細胞や癌細胞を探し出して破壊します。
現在ジョージア工科大学のバイオエンジニア アンクル・シン 彼と彼の研究チームは、この先駆的な免疫療法を改良する方法を開発しました。
彼らの解決策は、ナノワイヤを使用して治療用 miRNA を T 細胞に送達することです。この新しい改変プロセスでは、細胞のナイーブな状態が維持されるため、患者に注入し直したときに、さらに優れた病気と闘う細胞となるでしょう。
「ナイーブT細胞にmiRNAを送達することで、基本的には配備準備の整った歩兵隊を準備したことになります」とシン氏は言う。「そして、これらのナイーブ細胞が病気の存在下で刺激され活性化されると、まるでサムライに変身したかのようです。」
スリムで強力
現在、養子T細胞療法では、細胞は改変されると実験室で刺激され、活性化され、ナイーブ状態が失われます。シン氏の新しい技術はこの制限を克服します。このアプローチは、 新しい研究 ジャーナルに掲載された ネイチャーナノテクノロジー。
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「ナイーブT細胞は、まだ活性化されていないため、免疫療法に有用であり、望ましい治療機能を採用するために操作しやすいことを意味します」と、カール・リング・ファミリー教授のシン氏は述べた。 ウッドラフ機械工学部 そしてその ウォレス H. コールター 生体医工学科。
免疫システムの未熟な新人であるナイーブ T 細胞は、まだ実戦でテストされていない白血球です。しかし、これらの新人細胞は強健で感受性が高く、順応性があり、プログラミングの準備ができており、熱心に取り組んでいます。
「このプロセスにより、腫瘍や病原体などの特定の標的に対する免疫反応を強化するのに最適な、適切にプログラムされたナイーブT細胞が作られます」とシン氏は述べた。
ナイーブ T 細胞が受ける正確なプログラミングは、事前に活性化された細胞と比較して、将来的に病気と闘うためのより効果的な基礎段階を築きます。
戦闘細胞を強化する
体内では、ナイーブ T 細胞は、病気の原因となる病原体の一部である抗原から危険信号を受け取ると活性化し、免疫システムを活性化する信号を T 細胞に送ります。
養子T細胞療法は、体の防御システムを圧倒する攻撃的な病気に対して使用されます。科学者は研究室で患者のT細胞に治療効果を高め、追加の薬剤を注入し、化学的に前活性化させます。
そのとき、細胞はナイーブ状態を失う。患者に注入しなおすと、これらの改変された T 細胞は病気に対する効果的な歩兵となるが、疲れやすい。彼らはサムライではない。しかし、ナイーブ T 細胞は若く、プログラム可能な新兵であるため、サムライになる可能性がある。
シン氏と彼のチームにとっての疑問は、細胞を事前に活性化させず、その結果、純粋で非常に暗示を受けやすいナイーブな状態を失わせることなく、細胞に治療効果を高めるにはどうすればよいか、ということでした。彼らの答えは、ナノワイヤでした。
NanoPrecision: 的確なソリューション
シン氏は、miRNA を投与してナイーブ T 細胞を強化したいと考えていた。miRNA は、治療薬として使用された場合、遺伝子のボリューム ノブのような働きをする分子で、遺伝子の活動を増減させて感染や癌を抑制する。この研究の miRNA は、研究の共著者であるコーネル大学のアンドリュー グリムソン氏によって一部開発された。
「細胞を傷つけずに強制的に侵入する方法を見つけることができれば、未感作T細胞を事前に活性化させることなくmiRNAを送達するという目標を達成できるだろう」とシン氏は説明した。
研究室での従来の改変には、免疫受容体をT細胞に結合させ、miRNAまたは遺伝物質の取り込みを可能にすることが含まれる（その結果、ナイーブ状態が失われる）。「しかし、ナノワイヤは受容体と結合しないため、細胞を活性化せず、ナイーブ状態を維持する」とシン氏は述べた。
ジョージア工科大学の特殊なツールで作られたシリコンウェハーであるナノワイヤは、 電子ナノテクノロジー研究所、細い針床を形成する。細胞はナノワイヤ上に置かれ、ナノワイヤは簡単に細胞に浸透し、数時間かけて miRNA を送達する。その後、miRNA を含む細胞はナノワイヤの上部から洗い流され、活性化され、最終的に患者の体内に戻される。これらのプログラムされた細胞は、長期間にわたって効率的に敵を殺すことができる。
「このアプローチは養子免疫療法にとって本当に画期的なものになると信じています。なぜなら、私たちは今や運命を予測できるT細胞を生産する能力を持っているからです」と、コーネル大学の免疫学教授で、シン氏とともにこの研究の共同筆頭著者であるブライアン・ラッド氏は言う。
研究者らは、この研究のためにコーネル大学の2つの異なる感染症動物モデルで研究をテストし、シン氏はその結果を「感染制御における強力なパフォーマンス」と表現した。
研究の次の段階では、研究者らはさらに重点を置き、感染症から癌に対する細胞のスーパー兵士の試験に移り、臨床現場への応用へと進む予定だ。
参考文献: Yee Mon KJ、Kim S、Dai Z、他「miRNA を介したナイーブ T 細胞の治療プログラミングのための機能化ナノワイヤ」Nat Nanotechnol. 2024:1-13. doi: 10.1038/s41565-024-01649-7
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#ナノワイヤアプローチはT細胞療法の強化に役立つ