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通过纳米线创新增强过继性 T 细胞疗法

通过纳米线创新增强过继性 T 细胞疗法

T 细胞疗法彻底改变了医学。 患者的 T 细胞 -; 一种白细胞,构成人体免疫系统的一部分 -; 它们在实验室中被提取和修改,然后被泵回体内以寻找并摧毁感染细胞或癌细胞。

现在,佐治亚理工学院的生物工程师 Ankur Singh 和他的研究团队已经开发出一种方法来改进这种开创性的免疫疗法。

他们的解决方案涉及使用纳米线将治疗性 miRNA 传递给 T 细胞。 这种新的编辑过程保留了细胞的原始状态,这意味着当它们被注射回患者体内时,它们将更好地抵抗疾病。

通过将 miRNA 传递到初始 T 细胞中,我们基本上已经准备好了一支准备部署的步兵部队。 “当这些幼稚细胞在疾病存在的情况下受到刺激和激活时,它们就好像变成了武士。”


Ankur Singh,佐治亚理工学院生物工程师

精益和平均

目前,在过继性T细胞疗法中,细胞在被修饰后在体外被预先刺激和激活,并且它们失去了原始状态。 辛格的新技术克服了这一限制。 发表在期刊上的一项新研究描述了这种方法 自然纳米技术

伍德拉夫机械工程学院 Carl Ringe 家族教授 Singh 表示:“幼稚 T 细胞对于免疫治疗更有用,因为它们尚未被激活,这意味着它们可以更容易地被操纵以发挥所需的治疗功能。”伍德拉夫机械工程学院。 华莱士 H. 库尔特生物医学工程系。

免疫系统的新兵、幼稚 T 细胞是尚未经过战斗考验的白细胞。 但这些细胞新兵是坚韧的、可塑的和适应性强的——; 准备好并热衷于编程。

Singh 说:“这个过程会产生一个编程良好的初始 T 细胞,非常适合增强针对特定目标(例如肿瘤或病原体)的免疫反应。”

与之前激活的细胞相比,幼稚 T 细胞接受的精确编程为未来更成功地抗击疾病奠定了基础。

增强战斗机细胞

在体内,幼稚 T 细胞在收到来自抗原(致病病原体的一部分)的危险信号时会被激活,但它们会向 T 细胞发送信号,激活免疫系统。

过继性 T 细胞疗法用于对抗破坏人体防御系统的侵袭性疾病。 科学家在实验室中通过向患者的 T 细胞提供额外的药物并以化学方式激活它们,从而增强其治疗效果。

这是细胞失去其幼稚状态的时候。 当注射回患者体内时,这些经过修饰的 T 细胞成为对抗疾病的有效步兵武器。 但他们很容易精疲力尽。 他们不是武士。 然而,幼稚 T 细胞由于年轻且可重新编程,也可能具有反应性。

向辛格和他的团队提出的问题是:我们如何在不事先激活细胞的情况下给予细胞治疗促进作用,从而失去原始和高度暗示的幼稚状态? 他们的答案是:纳米线。

纳米级精度:针对性的解决方案

Singh 希望用一定剂量的 miRNA 来增强初始 T 细胞,这种分子在用作治疗时,可以充当基因的音量旋钮,通过提高或降低其活性来控制感染和癌症。 本研究的 miRNA 部分由该研究的合著者、康奈尔大学的 Andrew Grimson 开发。

Singh 解释说:“如果我们能找到一种方法,在不损害细胞的情况下强行进入细胞,我们就可以实现将 miRNA 传递给初始 T 细胞而不预先激活它们的目标。”

传统的体外修饰涉及免疫受体与 T 细胞的结合,从而允许摄取 miRNA 或其他遗传物质(导致原始状态的丧失)。 “但纳米线不与受体相互作用,因此不会激活细胞,因此它们保持原始状态,”辛格说。

纳米线是用佐治亚理工学院电子和纳米技术研究所的专用工具制造的硅晶片,形成薄针床。 这些细胞被放置在纳米线上,纳米线很容易穿透细胞并在几个小时内传递它们的 mRNA。 然后从纳米线顶部提取含有 miRNA 的细胞,将其激活并输回患者体内。 这些编程细胞可以在很长一段时间内有效地杀死敌人。

“我们相信这种方法将真正改变过继免疫疗法的游戏规则,因为我们现在有能力生产具有可预测命运的 T 细胞,”康奈尔大学免疫学教授、该论文的共同主要作者 Brian Rudd 说。学习。 与辛格。

研究人员在康奈尔大学的两个不同的传染病动物模型中测试了他们的工作,辛格将结果描述为“在对抗感染方面表现出色”。

在下一阶段的研究中,研究人员将加大赌注,从传染病转向测试细胞超级士兵对抗癌症,并转向临床应用。 佐治亚州临床和转化科学联盟的新资金支持辛格的研究。

来源:

杂志参考:

叶月,KJ, 等人。 (2024)。 用于 miRNA 介导的幼稚 T 细胞治疗编程的功能性纳米线。 自然纳米技术doi.org/10.1038/s41565-024-01649-7

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