人工リンパ節がT細胞に癌を殺すことを教える

マウスとヒトの細胞を使った新たな研究によると、科学者らは癌を治療できる可能性のある人工リンパ節を開発した。

新たに開発されたリンパ節（免疫システムの構成要素が詰まった袋）は、皮膚の下に埋め込まれます。免疫システムのT細胞にがん細胞を認識して殺す方法を教える学習ハブおよび刺激装置として機能するように設計されています。

リンパ節は、主に首、脇の下、股間など、体中にある小さな腺で、マウスや人間を含む哺乳類の免疫システムの一部です。リンパ節の数は数百にのぼるため、体の 1 つの部位にある免疫細胞は、免疫システムに差し迫った危険を知らせるために遠くまで移動する必要がありません。

「T細胞が着地する場所であり、 免疫システムの戦闘細胞「休眠状態にあり、感染やその他の異常な細胞と戦うために活性化されるのを待っています」と、現在マサチューセッツ総合病院のポスドク研究員であり、ジャーナルに掲載された研究の第一著者であるナタリー・リビングストンは述べています。 先端材料。

「がんはT細胞を騙して休眠状態にすることができるため、人工リンパ節はリンパ節の横に注入されたT細胞に情報を与えて活性化するように設計されている。」

人工リンパ節を作成するために、科学者たちは、化粧品やローションによく使用され、体内の皮膚や関節に自然に存在する保湿物質であるヒアルロン酸を使用しました。

その特性により、 ヒアルロン酸 ヒアルロン酸は、体内に埋め込んだり貼ったりする創傷治癒パッチなどの生分解性材料によく使用されます。ヒアルロン酸の特性の 1 つに、細胞表面受容体を介して T 細胞と結合できることがあります。

今回の研究では、研究チームは新しいリンパ節の足場、つまり土台としてヒアルロン酸を使用し、T細胞やその他の免疫系成分を活性化させるMHC（主要組織適合遺伝子複合体）またはHLA（ヒト組織適合抗原）分子を加えた。さらに、がん細胞に共通する分子と抗原も加え、T細胞に何を探すべきかを「教える」ようにした。

「人工リンパ節にさまざまな抗体を加えることで、T細胞が活性化して何を探すのかを制御できるようになります」とリビングストン氏は言う。

完成した人工リンパ節の大きさは約 150 ミクロンで、これは人間の髪の毛の約 2 倍の太さです。皮膚の下に留まるほど小さく、血流に流されない程度の大きさです。

「CAR-Tなどの他の細胞ベースの治療法と比較したこのアプローチの利点は、製造工程が少ないことです」と、ジョンズホプキンス大学医学部の病理学、医学、腫瘍学の教授であり、ジョンズホプキンス・トランスレーショナル免疫工学センターの所長、細胞工学研究所、キンメルがんセンター、ナノバイオテクノロジー研究所のメンバーでもあるジョナサン・シュネック氏は言う。

現在の細胞ベースの治療法では、患者からT細胞を抽出し、体外で操作して特定の種類の癌を認識させ、それを患者の体内に戻す必要があります。

「私たちのアプローチでは、T細胞を人工リンパ節と一緒に注入し、T細胞は体内の人工リンパ節によって準備され、教育されます。その後、T細胞はどこにでも移動して癌細胞を破壊することができます」と、ジョンズホプキンス大学ナノバイオテクノロジー研究所所長のハイクアン・マオ氏とともに研究チームを率いたシュネック氏は言う。

リビングストン、シュネック、および同僚らは、黒色腫または大腸がんを移植されたマウスで人工リンパ節をテストした。腫瘍移植の6日後、マウスは人工リンパ節とT細胞の注射を受けた。

研究者らは、これらのマウスを、人工リンパ節のみを移植されたマウス、T細胞のみを移植されたマウス（人工リンパ節によって活性化されていない）、T細胞と以下のクラスを組み合わせて移植されたマウスと比較した。 免疫療法薬 抗PD-1と呼ばれます。

9日後、人工リンパ節、T細胞、抗PD-1薬の組み合わせを投与された黒色腫と大腸がんのマウスは、他のグループが約26日しか生きられなかったのに対し、最も高い生存率（33日目に7匹中3匹が生存）を示した。このグループのマウスは、がんの成長速度も最も遅かった。がんが2倍の大きさになるまでに、他のグループよりも5～10日長くかかった。

科学者たちはまた、人工リンパ節が他の免疫細胞の流入を引き寄せ、「免疫学的に活性なニッチ」として機能し、免疫システムをさらに刺激することを発見した。マウスの人工リンパ節にT細胞を注入すると、T細胞の数は9倍も増加した。

リビングストン氏は、人工リンパ節アプローチは、通常、リンパ節を活性化する癌ワクチンとは異なると述べている。 樹状細胞は、T 細胞に何を探すべきかを教える免疫システムの構成要素です。がん患者は機能不全の樹状細胞を発症することが多く、人工リンパ節は樹状細胞をスキップして T 細胞を直接活性化します。

研究チームは、リンパ節にさらに多くの免疫シグナル分子を追加し、より多くの宿主の免疫細胞を人工リンパ節環境に呼び込むための追加の実験室研究を実施する予定です。

「私たちは材料科学と免疫学の分野を融合し、独自の免疫学コミュニティを形成する潜在的な治療法、つまり一種の生きた薬を生み出しました」とシュネック氏は言う。

研究者らは、研究で説明した技術に関する特許を申請した。

この研究は、国立衛生研究所、国立科学財団、ルース・L・カーシュシュタイン博士課程個人国家研究サービス賞、国立科学財団大学院研究フェローシップ、ARCS財団、シーベル財団、およびカナダ自然科学・工学研究会議の大学院奨学金博士課程賞の資金提供を受けて行われました。

ソース： ジョンズ・ホプキンス大学