Nature 子刊: 让 T 细胞的扩增更为有效的方法

日期: 2018年01月23日


    

导读:近日,《自然》子刊《Nature Biotechnology》上在线刊登了一篇足以让所有关注细胞疗法的人都为之振奋的研究:来自哈佛大学 Wyss 研究所的 David J Mooney 教授与其团队开发了一种用生物材料制成的支架。它能在体外模拟 APC 的功能,让 T 细胞的扩增更为有效。赛业小编为您推荐“Nature 子刊: 让 T 细胞的扩增更为有效的方法”,详情如下:


去年是 CAR- T 疗法的元年——这种突破性疗法让一名又一名癌症患者绝处逢生,将一个个“死亡判决”,转变为了一个个生命奇迹。两款 CAR- T 疗法的问世,也揭开了癌症治疗的新纪元。

  

全球第一个接受 CAR- T 疗法的小女孩,已经多年无癌
▲全球第一个接受 CAR- T 疗法的小女孩,已经多年无癌(图片来源:NIH)


但获批上市并非这类疗法的研发尽头。研究人员们清楚地知道,此类疗法尚有不小的瓶颈。从流程上看,研究人员需要先从患者体内分离出免疫 T 细胞,然后送往实验室,引入针对癌细胞表面抗原的受体。随后,研究人员们使这些引入新基因的 T 细胞大量扩增到百万级的数量,再输回到患者体内治疗癌症。


这里的限速步骤在于,T 细胞的体外扩增步骤耗时费力。在人体内,T 细胞的扩增需要抗原呈递细胞(antigen-presenting cell ,APC)的协助。这类细胞会在合适的时间,对 T 细胞进行多步刺激。但在体外扩增中,科学家们却不能很好地模拟 APC 细胞对 T 细胞的激活。

  

本研究的通讯作者 David J Mooney 教授
▲本研究的通讯作者 David J Mooney 教授(图片来源:哈佛大学)


这一现象有望得到彻底的改变!近日,《自然》子刊《Nature Biotechnology》上在线刊登了一篇足以让所有关注细胞疗法的人都为之振奋的研究:来自哈佛大学 Wyss 研究所的 David J Mooney 教授与其团队开发了一种用生物材料制成的支架。它能在体外模拟 APC 的功能,让 T 细胞的扩增更为有效。如果能进一步应用于临床,我们将有望缩短 CAR- T 疗法的制造流程,让它尽快来到罹患急性血液癌症的患者身边,进行治疗。


为了制造这种支架,研究人员们首先在多孔的硅制棒状材料中填入了白细胞介素 2(IL-2),这是一类由 APC 产生的因子,能延长 T 细胞的寿命。随后,研究人员在这些硅制小棒的外部覆上了脂质双分子层,模拟 APC 的细胞膜。再之后,他们添加上了能激活 T 细胞的多种抗体。在培养皿中,这些小棒能随机地自动组成支架结构,让 T 细胞能自由在支架中运动和扩增。

  

该支架的电镜结构(左),以及附着在支架上生长的 T 细胞(右图蓝色)
▲该支架的电镜结构(左),以及附着在支架上生长的 T 细胞(右图蓝色)(图片来源:Wyss Institute at Harvard University)


这一看似简单的设计,却取得了很好的效果。与当下常规的体外扩增技术相比,这些模拟 APC 的支架效率惊人。“在一次使用后,模拟 APC 的支架能让小鼠和人类的原代 T 细胞扩增提高 2 -10 倍!”该研究的第二作者、研究生 David Zhang 说道:“这款支架的另一个好处是能让我们对 T 细胞的亚群进行微调,来产生想要的免疫反应。将来,这会提高 T 细胞的功能性。”


随后,研究人员也测试了这款支架能否有助于 CAR- T 细胞的扩增。结果表明,相比常规的扩增方案,这类支架能催生出更多的 CAR- T 细胞。而从疗效上看,这些快速产生的 T 细胞也能保持良好的癌细胞杀伤效果。“我们表明,这些用模拟 APC 支架扩增出的 CAR- T 细胞能助力治疗小鼠模型里的人类淋巴瘤。”该研究的第一作者 Alexander Cheung 博士说道。

  

模拟 APC 的支架(APC-ms)在细胞的扩增上效率惊人
▲模拟 APC 的支架(APC-ms)在细胞的扩增上效率惊人(图片来源:《Nature Biotechnology》)


“我们的方法非常接近地模拟了 APC 对原代 T 细胞的刺激,也模拟了 APC 通过释放可溶的因子来增强 T 细胞生存的机制,”该研究的通讯作者 Mooney 教授评论道:“从结果上看,我们能更快更好地扩增细胞。通过调整脂类、新药、以及其他因子的比例,我们能制作出非常多样化的平台,扩增出特定的 T 细胞群体,用于 CAR- T 等疗法。”


我们期待这一技术能尽快在临床上得到应用,为患者带来更快更好的治疗。


参考资料:


[1] Scaffolds that mimic antigen-presenting cells enable ex vivo expansion of primary T cells


[2] Fast-tracking T cell therapies with immune-mimicking biomaterials


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