如何提升 T 細胞攻擊實體腫瘤的能力?突破腫瘤微環境!

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癌症免疫治療是透過誘發人體自身的免疫系統來辨識並攻擊癌細胞,以達成抑制癌細胞增生的治療方式。這項機制發生在腫瘤微環境(tumor microenvironment),也就是腫瘤細胞以外的細胞與物質之間, T 細胞則扮演負責攻破敵軍癌細胞的哨兵。

免疫治療理想上善用了癌症患者體內的免疫機制,不過實際執行卻面臨不少困境。舉例來說,當 T 細胞遇到實體腫瘤,一下就變得步履維艱,「像在流沙中移動一樣」。明尼蘇達大學雙城校區(University of Minnesota Twin Cities)研究團隊運用細胞工程的技術,大幅改善了免疫治療 T 細胞移動能力,相關成果發表於《Nature Communications》。

基因編輯與奈米材質微管增強 T 細胞的移動能力

該研究團隊以胰腺癌作為腫瘤模型。而實驗可分為兩部分,一部分針對 T 細胞本身進行改造,透過 DNA 編輯提高 T 細胞在充滿阻礙腫瘤微環境的移動力。另一部分則是打造了 T 細胞移動的 3D 平台,研究團隊建造奈米材質的 3D 移動平台,模擬 T 細胞的收縮性和不同移動模式。

結果發現,奈米微管的不穩定性會提升 Rho 訊息傳導路徑以及皮質收縮,進而帶動 T 細胞移動能力增加,實驗顯示經改造後的 T 細胞移動力可提升 2 倍。臨床上,這將能改善傳統化療造成 T 細胞在實體腫瘤中固著的問題。

癌症免疫治療的潛在發展

明尼蘇達大學 Masonic 癌症中心的研究員 Paolo Provenzano 指出,他們下一步將繼續研究細胞的機械特性,以更好地了解免疫細胞和癌細胞之間如何交互作用。他們也目前正在研究囓齒動物中的工程免疫細胞,並且計畫將來在人體中進行臨床試驗。另外,儘管最初的研究集中在胰腺癌上,但也可適用於多種癌症。
最後,他也進一步指出,結合細胞工程與模擬 3D 腫瘤微環境的技術,將來可以被應用到更廣泛癌症種類的免疫治療,並且為個人化癌症治療帶來極大效益。

延伸閱讀:啟動越野模式!白血球與癌細胞移動自如

參考資料:
1. https://www.medtechdive.com/news/thermo-fisher-quest-step-up-k-12-covid-19-testing-as-school-districts-look/600106/
2. Nature Communications, 2021; https://www.nature.com/articles/s41467-021-22985-5

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