由加州大学洛杉矶分校科学家设计的微型植入式设备有助于杀死癌症

01/05/2023

由加州大学洛杉矶分校科学家设计的微型植入式设备有助于杀死癌症

许多实体瘤抵抗疗法的原理是使人类生物学转向自身来进行治疗。肿瘤周围有被称为调节性T细胞的额外白细胞，它们唤醒了身体对该疾病的自然防御。

通过停用这些细胞来治疗癌症的策略可能会产生其他严重问题。由于调节性T细胞在保护健康组织方面发挥着重要作用，在整个身体中减少调节性T细胞可能导致其他免疫细胞错误地攻击这些组织，并导致损害结肠、肝脏、心脏和其他器官的自身免疫性疾病。

现在，加州大学洛杉矶分校的一个跨学科研究小组报告了实验室研究中令人鼓舞的结果。他们测试了一种他们称之为SymphNode的微型植入式设备，该设备旨在仅在肿瘤周围区域控制调节性T细胞，同时调动和加强抗肿瘤细胞。该设备被证明能促使肿瘤缓解，消除肿瘤转移，防止新肿瘤的生长，并使小鼠的生存期延长。

他们的研究结果今天在《自然-生物医学工程》上发表。

共同通讯作者、加州大学洛杉矶分校儿科过敏学、免疫学和风湿病学E. Richard Stiehm教授、加州大学洛杉矶分校加州纳米技术研究院成员Manish Butte表示“摆脱肿瘤内的调节性T细胞似乎是一种变革。” “每个实体瘤内都充满了这些细胞，这也是实体瘤导致91%癌症患者死亡的原因。它们可能首先限制了我们治愈癌症的能力。”

SymphNode是一种微型可生物降解海绵，约为铅笔橡皮擦大小，由藻酸盐制成，与用于布丁增稠的摇摆聚合物相同。当通过手术将其直接植入肿瘤旁边时，海绵会以多种方式刺激身体对癌症的免疫反应：它会缓慢释放一种阻断肿瘤中调节性T细胞的药物。同时，它会吸引和增强可杀死肿瘤的T细胞。该设备所使用的材料类似于淋巴结，这是抗癌细胞的受欢迎场所，并且具有内衬抗体的孔隙，这些抗体会进一步激活这些细胞。

研究人员在乳腺癌和黑色素瘤的小鼠模型中对SymphNode进行了测试。对于乳腺癌，该设备缩小了80%小鼠的肿瘤，并100%地防止了癌症的扩散。相比之下，癌症转移到了未经治疗的对照组中所有小鼠的大脑和淋巴结中，并在几周内杀死了所有这些小鼠。研究人员还发现，在一个乳腺癌肿瘤旁边放置一个SymphNode可以阻止身体不同位置的第二个同时发生的肿瘤的生长。

对于黑色素瘤，该设备缩小了100％治疗小鼠的肿瘤，并且超过40％的病例中，肿瘤降低到检测不到的水平。对于这两种癌症，治疗显着延长了小鼠的寿命，并且在许多情况下接受治疗小鼠的寿命是未接受治疗小鼠的两倍多。

最有希望的是，研究人员证明了用SymphNode治疗乳腺癌并存活下来的小鼠也能抵抗在第一个肿瘤100天后注射的第二个肿瘤的生长，表明该技术可能降低癌症复发的风险。加州大学洛杉矶分校琼森综合癌症中心的另一名成员Butte表示，这是由记忆T细胞的活动造成的——这些免疫细胞通过与原始肿瘤的斗争而“训练有素”，如果以后再出现相同的癌症，这些免疫细胞就能迅速识别并对抗它。他补充道，他认为目前市场上很少有（如果有的话）癌症疗法似乎能类似地增强记忆T细胞并使肿瘤不再复发。

该团队的目标是通过向Symphony Biosciences公司授权该技术，使SymphNode将来可用于治疗人类癌症。该公司位于加州大学洛杉矶分校校园内的加州纳米系统研究院的Magnify创业孵化器。加州大学洛杉矶分校的校友Negin Majedi，Symphony的联合创始人和首席执行官，以及该公司的首席科学官和加州大学洛杉矶分校的项目科学家Mahdi Hasani，是SymphNode的发明者和当前研究的共同第一作者。Majedi在Butte的小组中开展了她的博士研究工作。

目前，Symphony正在开发一种更小的、可注射的SymphNode版本，该团队设想将其作为化疗或其他各种癌症的第一步治疗的潜在补充。该公司希望最初将该技术应用于三阴性乳腺癌，这是一种缺乏靶向疗法的侵略性疾病。Majedi估计临床试验可能在2024年的某个时候启动。

她说“Symphony是我们希望使我们的研究对患者而言成为现实的方法”。“如果没有这家公司，我们的数据将只是纸上谈兵”。

根据Hasani的说法，创建SymphNode所需的跨学科研究只能在加州大学洛杉矶分校这样的地方发生。

他说“我们有一所靠近工程学院的医学院”。“在中间，我们有CNSI，其核心设施和创业公司的孵化器空间。有了这样的背景，我们可以把许多领域的顶尖资源汇集在一起。”

该研究的其他共同作者包括Butte实验室的加州大学洛杉矶分校项目科学家Timothy Thauland；加州大学洛杉矶分校塞缪里工程学院的校长教授和生物工程系主任Song Li；加州大学洛杉矶分校化学和生物化学系副教授Louis Bouchard；以及休斯顿德克萨斯儿童医院的Sundeep Keswani。 

该研究得到了美国国家卫生研究院、Symphony Biosciences公司、SciFounder奖学金和加州大学洛杉矶分校琼森综合癌症中心的Ali Jassim家族癌症研究基金的支持。该研究的成像工作是在CNSI的高级光镜和光谱实验室以及加州大学洛杉矶分校克鲁普分子成像研究所进行的。