「スマート」、超音波活性化免疫細胞はすぐに長期にわたる腫瘍破壊を提供する可能性があります

頑固な固形腫瘍に対する集中攻撃を開始できる超充電された免疫細胞を想像してください。これは、疲れることなく数日間がん細胞を破壊するスマートな戦闘機です。 USC生物医学エンジニアはこの概念を実現し、「Echoback Car T-Cell」と名付けたものを作成しました。

作品、 公開 で 細胞、健康な組織を安全に保ちながら、通常は免疫療法の候補ではない腫瘍の治療における主要な障害を克服できる画期的な新しいアプローチです。

キメラ抗原受容体（CAR）T細胞療法は、白血病などの血液媒介癌の治療に大きな成功を示した癌治療の有望な分野です。これは、がんと闘うT細胞が患者の血液から直接引き出され、癌細胞を標的にして殺す能力を高めるための遺伝的修飾を与えられる高度にカスタマイズされた療法です。

USC Alfred E. Mann Biomedical Engineering局は、Peter Yingxiao Wang、Dwight C.、およびBiomedical EngineeringのHildagarde E. Baum議長の指導の下で、この分野で先駆的な研究を行っています。

Wang Labの最新の発見は、これらの強力な新しいEchoback-Car T細胞が攻撃できることを示しています 腫瘍細胞 医療アプリケーションに備えた技術では、通常の車T細胞の5倍長い間。細胞は、集中的な超音波を使用して腫瘍を標的とするようにリモート制御することができ、治療をより安全にする可能性があります。

USC Viterbi Engineering Schoolの助教授であるLongwei Liuは、第一世代では、超音波制御可能なCAR T細胞が標準療法と比較して大幅に強化された安全性を示し、通常は攻撃のみを示したと述べました。 癌細胞 期限切れまでに最大24時間。対照的に、チームのEchoback Car T細胞は、腫瘍の位置の超音波によって活性化されることにより機能します。そこから、CAR T細胞は疲労せずに少なくとも5日間、がん細胞を探して破壊し続けています。

「患者が第一世代の細胞を使用して病院に来たとき、患者は治療のために毎日来る必要があるかもしれないと想像できます。しかし、新世代を使用すると、治療は2週間に1回、さらには頻繁に頻繁に訪問する必要があります」とLiuは言いました。

「それは間違いなく突破口です」と王は付け加えました。 「これにより、超音波制御可能な車全体が実際の医療用途にとって実質的に有用になります。」

Wang Labの焦点を当てた超音波技術は、CAR T細胞の「オンスイッチ」として機能し、超音波の短い10分間のパルスに応答するように設計されています。それは、細胞を引き起こし、周囲の癌細胞を感知します。

「彼らはまた、超音波短い一時的な刺激にこの長期にわたる機能を持っているため、局所地域で腫瘍を殺すのにはるかに良い仕事をすることができます。したがって、それは間違いなくその分野でのマイルストーンとブレークスルーです。

チームは、それらを活性化する超音波刺激をエコーするユニークなメカニズムにより、セルを「エコバックカー」と名付けました。細胞には、独自のコールアンド応答様フィードバック関数（エコバックの「背面」）があり、腫瘍細胞に反応することができ、車のT細胞が活性化および攻撃を引き起こします。

「近くに腫瘍細胞があるときはいつでも、腫瘍細胞は私たちのCAR T細胞にシグナルを送り、それがそれらの腫瘍細胞を殺すためにより多くの殺害分子を生成するでしょう」とLiu氏は述べた。 「それが安全な理由でもあります。なぜなら、それらのCAR T細胞が腫瘍から移動すると、車の分子が徐々に劣化するので、通常の組織を殺さないようにします。

結果

研究チームは、マウスモデルでラボベースの実験を実施し、前立腺癌や膠芽腫を含む腫瘍細胞の選択に関する新しいCAR T細胞をテストしました。

「超音波制御可能な車と2ラウンドの超音波刺激が標準的な車のT細胞よりも優れていることが明確にわかります」とLiu氏は言いました。 「また、腫瘍細胞で車のT細胞に挑戦し続けたとき、標準的な車はすでに疲れ果てており、機能不全の状態にありましたが、超音波管理可能な車はより良い機能、疲労、より強化された殺害を伴います。」

USC Viterbi Ph.D.学生、Peixiang HeとYuxuan Wangはプロジェクトに大きく貢献しました。研究チームは、イェール大学の生物医学工学部の同僚と、ノースカロライナ大学チャペルヒル校と緊密に協力して、この研究の単一のセルシーケンスについて協力しました。 USCのZohrab A. Kaprielian Fellow in Engineering Qifa Zhouは、細胞の開発に使用される超音波技術についての洞察も提供しました。

この研究は、より強力で正確で患者に優しい癌治療への扉を開きます。 Liu氏は、Echoback Car-T細胞は単なるアイデアではなく、安全で効率的な免疫療法の将来への本当の一歩であり、治療が困難な腫瘍の患者に新しい希望を提供すると述べました。チームは現在、この新しい技術が、乳がんや網膜芽細胞腫などの免疫療法のために他の種類の固形腫瘍にうまく適合させることができるモジュラーツールになることを望んでいます。

「最もエキサイティングなのは、車のT細胞が賢いことです。超音波に耳を傾け、腫瘍細胞を感知することができます。これらのタイプのCAR T細胞は以前に開発されたことがないため、将来の患者の利点を楽しみにしています」とLiu氏は述べています。