Natuur: geweldig! Het dunne metalen membraan levert car-t-cellen efficiënt in solide tumoren

Wat als een metaal dat al werd gebruikt om breuken te repareren, tanden recht te maken en verstopte slagaders te voorkomen, ook zou kunnen worden gebruikt om te voorkomen dat kanker zich verspreidt?

In een nieuwe studie hebben onderzoekers van het Fred hutchinson kankeronderzoekscentrum in de Verenigde Staten voor het eerst ontdekt dat een klein, dun metalen gaas geladen met kankerbestrijdende immuuncellen een preklinisch model van eierstokkanker kan verkleinen. De resultaten werden onlangs gepubliceerd in Nature Biomedical Engineering onder de titel "Dunne Nitinol-films gefunctionaliseerd met car-t-cellen voor de behandeling van solide tumoren."

Foto's van Fred Hutchinson Cancer Research Center

Matthias Stephan, Ph.D., een onderzoeker aan het Fred Hutchinson kankeronderzoekscentrum en overeenkomstige auteur van het artikel, zei: "Celtherapieën om kanker te bestrijden zijn zeer succesvol geweest bij bloedkanker, maar niet bij solide tumoren. Onze bevindingen tonen aan dat dun metalen gaas geladen met genetisch gemanipuleerde t-cellen om eierstokkanker te bestrijden, kan tumoren verwijderen bij 70 procent van de behandelde muizen, wat ons een belangrijke stap geeft om celtherapie effectief te maken tegen solide tumoren. "

Solide tumoren, waaronder borst-, eierstok- en pancreaskanker, hebben een verscheidenheid aan strategieën om immuuncellen te ontwijken en terug te vechten die kanker doden, zoals T-cellen of car-t-cellen, die chimere antigeenreceptor (CAR) tot expressie brengen. -gevechten alleen niet werken; Ze komen niet bij de tumor, of als ze de kankercellen bereiken, worden ze moe en proberen ze de kankercellen te doden en falen.

Stephan heeft een materiaal ontworpen dat veilig is voor mensen en kankerbestrijdende cellen in tumoren kan vervoeren. "Naast het minimaliseren van bijwerkingen bij patiënten, is ons uiteindelijke doel om t-celtherapie sneller, goedkoper en gemakkelijker te leveren aan patiënten, " hij zei.

Om dit te doen, laadt Stephan's nieuwe studie car-t-cellen gericht op eierstokkanker op een poreus gaas van metalen membranen, die vervolgens op de tumor worden geplaatst.

"Het is niet alleen een passief toedieningssysteem. Het is ook een releaseplatform voor het activeren van de proliferatie van car-t-cellen, die de verdediging van de tumor tegen deze T-cellen kunnen overwinnen."

De onderzoekers gebruikten dunne, bijna doorschijnende metalen membranen gemaakt door Monarch Biosciences. De metaalfilm, die 10 micron dik is en gemaakt is van een Nitinol-legering, kan veilig in het lichaam worden geïmplanteerd en in andere medische apparaten worden gebruikt.

Onder krachtige microscopen heeft de metaalfilm kleine ruimtes die in verschillende patronen kunnen worden geconfigureerd. Deze ruimte kan worden gevuld met medicijnen of andere vloeistoffen, en het metalen membraan kan in het lichaam worden geïmplanteerd, waar de vloeistoffen naar buiten lekken en hun doelen vinden.

Stephan en zijn collega's wilden kijken of het metalen membraan T-cellen kon bevatten en die kankerbestrijdende cellen aan tumoren kon afleveren.

"We moesten een ruimtelijk patroon van metalen membranen vinden dat zeer geschikt was voor T-cellen. Het ruimtelijke patroon moet klein genoeg zijn om de cellen niet tussen de scheuren te laten vallen, maar niet zo klein dat de T-cellen te druk aanvoelen om te bewegen ."

Ze vonden dat een lineair patroon, vergelijkbaar met het top-down doolhofbeeld, het meest geschikt voor T-cellen. Ze bedekten het metalen membraan met een verscheidenheid aan materialen, waardoor car-t-cellen eenmaal in het lichaam konden groeien en zich vermenigvuldigen.

De onderzoekers laadden het metalen membraan met car-t-cellen die waren geprogrammeerd om te zoeken naar de eierstokkankercelmarker ROR1. Deze genetisch gemanipuleerde car-t-cellen werden aan weerszijden van het metalen membraan geplaatst en vervolgens geabsorbeerd in het midden van het gecoate materiaal .

"Het is als een brood met sinaasappelsaus aan beide kanten," zei Stephan. Dit metalen membraan is het brood, en dan plaatsen we de car-t-cellen aan de zijkanten ervan, en deze cellen worden vervolgens in het midden ondergedompeld. "

Met behulp van een laboratoriummodel van eierstokkanker implanteerden de onderzoekers een metalen membraan met car-t-cellen in de tumor. T-cellen migreren van het metalen membraan en metastasen naar de nabijheid van de tumor. Binnen 10 dagen waren alle tumoren in de muizen verdwenen. Binnen 20 dagen bleef 70 procent van de muizen tumorvrij.

Indien bevestigd door meer onderzoek en klinische proeven, zou de methode van het implanteren van metalen membranen om tumorgroei te remmen uiteindelijk kunnen worden gebruikt voor de behandeling van ziekten zoals pancreas- en eierstokkanker.

In een ander experiment ontdekten de onderzoekers dat buisvormige metalen membranen geïmpregneerd met car-t-cellen ervoor zorgden dat tumoren niet in dergelijke membranen konden groeien. De methode kan worden gebruikt om kankers te behandelen die obstructie van de luchtwegen of het spijsverteringsstelsel veroorzaken, zoals long-, pancreas- of slokdarmkanker, waarbij stents worden gebruikt om de interferentie van de tumor met slikken te onderdrukken.

"We richten ons op car-t-cellen in onze huidige experimenten, maar ik zie deze aanpak werken met t-celreceptortherapieën, natuurlijke killercellen en andere immuuncellen die zich richten op kanker," zei Stephan.

Referentie ： 1.Michael E. Coon et al. Dunne Nitinol-films gefunctionaliseerd met CAR-T-cellen voor de behandeling van solide tumoren. Nature Biomedical Engineering, 2019, doi: 10.1038 / s41551-019-0486-0.

2.Wetenschappers tonen dunne metalen gaas geladen met T-cellen krimpt solide tumoren

https://medicalxpress.com/news/2019-12-scientists-thin-metal-mesh-cells.html