Priroda: Neverovatno! Tanka metalna membrana efikasno isporučuje ćelije automobila u solidne tumore

Šta ako se metal koji se već koristi za popravljanje lomova, ispravljanje zuba i sprečavanje začepljenih arterija može upotrijebiti i za zaustavljanje širenja raka?

U novoj studiji, istraživači iz istraživačkog centra za rak Fred Hutchinson u Sjedinjenim Državama otkrili su po prvi put da mala, tanka metalna mreža opterećena imunološkim stanicama koje se bore protiv raka može smanjiti predklinički model raka jajnika. Rezultati su nedavno objavljeni u Nature Biomedical Engineering pod naslovom „Nitinol tanki filmovi funkcionalizirani sa car-t ćelijama za liječenje čvrstih tumora“.

Slike iz Fred Hutchinson Research Center

Matthias Stephan, doktor nauke u istraživačkom centru Fred Hutchinson, i odgovarajući autor članka, rekao je, "ćelijske terapije za borbu protiv raka bile su vrlo uspješne u karcinomu krvi, ali ne i u čvrstim tumorima. Naši nalazi pokazuju da tanka metalna mrežica nabijena genetski dizajniranim t-stanicama za borbu protiv raka jajnika može ukloniti tumore u 70 posto liječenih miševa, što nam daje važan korak ka tome da stanična terapija postane učinkovita protiv solidnih tumora. "

Čvrsti tumori, uključujući karcinom dojke, jajnika i gušterače, imaju različite strategije za izbjegavanje i uzvraćanje protiv imunoloških stanica koje ubijaju rak, poput T ćelija, ili car-t ćelija, koje izražavaju himerni receptor za antigen (CAR). Ubrizgavanje raka - same ćelije za borbu neće raditi; Ne dođu do tumora ili ako dođu do ćelija raka, umorni su od pokušaja da ubiju stanice raka i ne uspiju.

Stephan je dizajnirao materijal koji je siguran za ljude i koji može prenijeti stanice koje se bore protiv raka u tumore. "Osim što minimizira nuspojave na pacijente, naš krajnji cilj je učiniti terapiju t-stanicama bržom, jeftinijom i lakšom za isporuku pacijentima, " on je rekao.

Da bi se to postiglo, nova studija Stephana učitava car-t ćelije koje ciljaju karcinom jajnika na poroznu mrežu metalnih membrana koje se zatim postavljaju na tumor.

"To nije samo pasivni uređaj za dostavu. To je i platforma za oslobađanje za pokretanje proliferacije car-t ćelija, koja može prevladati odbranu tumora protiv ovih T ćelija."

Istraživači su koristili tanke, gotovo prozirne metalne membrane koje je napravila kompanija Monarch Biosciences. Metalni film, debljine 10 mikrona i izrađen od legure Nitinola, može se sigurno ugraditi u tijelo i koristiti u drugim medicinskim uređajima.

Pod moćnim mikroskopom metalni film ima sićušne prostore koji se mogu konfigurirati u različite obrasce. Taj se prostor može napuniti lijekovima ili drugom tekućinom, a metalna membrana se može ugraditi u tijelo, gdje se tekućina istječe i pronalaze svoje mete.

Stephan i njegove kolege htjeli su vidjeti mogu li metalne membrane sadržavati T stanice i isporučiti te stanice koje se bore protiv raka.

"Morali smo pronaći prostorni uzorak metalnih membrana koji je vrlo pogodan za t-ćelije. Prostorni uzorak mora biti dovoljno mali da ne dozvoljava da ćelije padnu između pukotina, ali ne toliko mali da se T ćelije osjećaju prenapučeno da bi se kretale . "

Otkrili su da linearni uzorak, sličan prikazu labirint odozgo prema dolje, najbolje odgovara T-ćelijama. Prekrili su metalnu membranu raznim materijalima, omogućujući auto-t ćelijama da jedanput unutar tijela rastu i množe se.

Istraživači su metalnu membranu naložili auto-t ćelijama koje su programirane da traže marker ćelija karcinoma jajnika ROR1.Ove genetski inženjerirane car-t ćelije postavljene su na obje strane metalne membrane i potom apsorbirane u središte obloženog materijala .

"To je poput vekne hljeba s sosom naranče s obje strane", rekao je Stephan. Ta metalna membrana je hljeb, a zatim stavljamo car-t ćelije na njenu stranu, a te ćelije se zatim uranjaju u sredinu. "

Korištenjem laboratorijskog modela raka jajnika, istraživači su implantirali metalnu membranu koja sadrži car-t stanice u tumor. T stanice migriraju iz metalne membrane i metastaziraju u blizinu tumora. U roku od 10 dana nestali su svi tumori na miševima. U roku od 20 dana, 70 posto miševa ostalo je bez tumora.

Ako se potvrdi više istraživanja i kliničkih ispitivanja, metoda implantacije metalnih membrana za inhibiciju rasta tumora eventualno bi se mogla koristiti za liječenje bolesti poput raka gušterače i jajnika.

U drugom eksperimentu, istraživači su otkrili da su cevaste metalne membrane impregnirane car-t ćelijama sprečavale da tumori prerastu u takve membrane. Metoda se može koristiti za liječenje karcinoma koji uzrokuju opstrukciju dišnih puteva ili probavnog sustava, poput karcinoma pluća, pankreasa ili jednjaka, pri čemu se stenti koriste za suzbijanje smetnji tumora kod gutanja.

"Mi se fokusiramo na car-t ćelije u našim trenutnim eksperimentima, ali vidim ovaj pristup radeći s terapijama t-staničnim receptorima, prirodnim ćelijama ubojicama i drugim imunološkim ćelijama koje ciljaju rak", rekao je Stephan.

Reference: 1.Michael E. Coon i dr. Nitinol tanki filmovi funkcionalizirani sa CAR-T ćelijama za liječenje solidnih tumora. Nature Biomedical Engineering, 2019, doi: 10.1038 / s41551-019-0486-0.

2. Znanstvenici pokazuju kako tanka metalna mreža nabijena T ćelijama smanjuje čvrste tumore

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