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Cell:工程化免疫细胞能够靶向抑制癌细胞转移

 

在最近一项研究中,科学家通过对免疫细胞进行遗传改造,从而使其能够精确地传递抗癌信号到可能扩散癌症的器官。在小鼠模型中,研究者们发现用工程化的细胞治疗可以有效缩小肿瘤,并防止癌症扩散到身体的其他部位。该研究由美国国立卫生研究院(NIH)旗下的美国国家癌症研究所(NCI)的科学家领导,并于2021年3月24日发表在《Cell》杂志上。

文章作者,NCI癌症研究中心医学博士Rosandra Kaplan说:“这是一种新颖的免疫疗法,有望成为转移性癌症的潜在治疗方法。”

众所周知,转移性癌症很难治疗。对此,Kaplan博士的团队一直在探索另一种方法,即如何防止癌症扩散。在癌症扩散之前,它会发出信号,使目的地为癌症的到来做好准备。

在这项新研究中,NCI团队探索了癌细胞转移前环境中免疫细胞的行为。由于Kaplan博士是儿科肿瘤科医生,因此该团队主要研究了植入横纹肌肉瘤的小鼠模型,因为横纹肌肉瘤是一种在儿童肌肉中发展并经常扩散至肺部的癌症类型。

为了研究肿瘤转移目的地的环境信息,研究人员观察了在腿部肌肉形成肿瘤之后,但在肺部发现癌症转移现象之前的小鼠肺脏。NCI科学家发现,免疫系统具有抵御癌症的天然能力,但在肺脏中该能力却被明显抑制。

具体而言,骨髓细胞在转移前的生态位中很丰富,并且随着癌症的发展而继续聚集在那里。骨髓细胞负责机体对感染,伤害和癌症的最初反应。当他们检测到威胁时,通常会产生IL-12,该信号可警告并激活其他免疫细胞。但是,研究人员发现,肺部转移生态位中的髓样细胞则会发出相反的信号,使免疫细胞的抗癌活性受到抑制

因此,科学家们想知道他们是否可以通过改变骨髓细胞传递的信息来促使免疫系统在转移目标生态位发挥作用。因此,他们使用基因工程技术为实验室小鼠的骨髓细胞过表达了IL-12基因。

研究发现,在患有横纹肌肉瘤的小鼠中,这些基因工程化的髓样细胞(GEMys)在原发肿瘤和转移部位产生IL-12。研究人员发现,正如希望的那样,GEMys在转移目的地生态位中募集并激活了能够杀死癌症的免疫细胞,并降低了抑制免疫系统的信号活性。

进一步,作者发现接受GEMys细胞治疗的小鼠在肺部的转移性癌症较少,在肌肉中的肿瘤体积较小。与接受未经工程改造的骨髓细胞治疗的小鼠相比,GEMys组小鼠的寿命大大延长。研究人员在研究肝脏扩散性胰腺肿瘤的小鼠时发现了类似的结果。

NCI小组还发现,结合化学疗法,手术或T细胞转移疗法,GEMy治疗的效果得到进一步改善。例如,在GEMy细胞治疗的小鼠患有横纹肌肉瘤的小鼠接受化疗之后两天,再次接受GEMy治疗,将会在100天内完全消除癌症的痕迹。

此外,证据表明化学疗法和GEMys的联合使用可以防止癌症复发。当研究人员将癌细胞重新引入通过联合治疗治愈的小鼠中时,并未形成肿瘤。研究人员解释说,这表明联合治疗可长期维持癌症的“免疫记忆”。

资讯出处:Engineered immune cells deliver anticancer signal, prevent cancer from spreading

原始出处:Sabina Kaczanowska, Daniel W. Beury, Vishaka Gopalan et al,

Genetically engineered myeloid cells rebalance the core immune suppression program in metastasis. Cell (2021). DOI: 10.1016/j.cell.2021.02.048

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