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Science子刊:新方法让细胞因子变成狙击手,精确攻击肿瘤组织

来源:本站原创 2019-06-29 09:31

2019年6月29日讯/生物谷BIOON/---细胞因子是免疫细胞释放的用于彼此间沟通的小蛋白。它们作为一种潜在的癌症治疗手段已被研究了一段时间。然而,尽管细胞因子具有已知的效力和与其他免疫疗法一起使用的潜力,但是它们尚未被成功地开发成一种有效的癌症疗法。这是因为细胞因子对健康组织和肿瘤都有很高的毒性,这就使得它们不适合用于全身治疗。

将细胞因子直接注射到肿瘤本身可能能提供一种将它们的疗效限制在肿瘤中而不会影响健康组织的方法,但是之前的尝试已导致这些蛋白在几分钟内从癌变组织中泄漏出来,并进入人体循环。

如今,在一项新的研究中,来自美国麻省理工学院科赫综合癌症研究所的研究人员开发出一种新技术:通过添加一种结合到肿瘤组织上的类似尼龙搭扣(Velcro)的蛋白来阻止细胞因子一旦被注入肿瘤中就会发生的逃逸。通过这种方式,他们希望限制细胞因子对健康组织造成的伤害,同时延长它们攻击肿瘤的能力。相关研究结果发表在2019年6月26日的Science Translational Medicine期刊上,论文标题为“Anchoring of intratumorally administered cytokines to collagen safely potentiates systemic cancer immunotherapy”。论文通讯作者为麻省理工学院化学工程教授、生物工程教授Dane Wittrup。
图片来自Noor Momin and Felice Frankel。

为了开发这种技术,这些研究人员首先研究了在肿瘤中发现的不同蛋白,以便找到一种可以用作细胞因子治疗靶点的蛋白。他们选择了在实体瘤中大量表达的胶原蛋白。他们随后进行了广泛的文献检索,以找到有效结合胶原蛋白的蛋白。他们发现了一种称为lumican的胶原蛋白结合蛋白,然后将这种蛋白附着在细胞因子上。

论文第一作者、Wittrup实验室研究生Noor Momin说道,“当我们在肿瘤内注射这种结合胶原蛋白的细胞因子时,我们不必担心在身体其他部位发现的胶原蛋白;我们仅需确保我们有一种与胶原蛋白紧密结合的蛋白。”

为了测试这种治疗方法,这些研究人员使用了两种已知的刺激和扩大免疫细胞反应的细胞因子。此外,还已知这两种细胞因子---白细胞介素-2(IL-2)和白细胞介素-12(IL-12)---与其他的免疫疗法很好地联合使用。

虽然IL-2已获得美国食品药品管理局(FDA)的批准,但是它的严重副作用迄今已阻止了它的临床应用。同时,由于严重的毒副作用,IL-12疗法尚未进入3期临床试验

这些研究人员通过将这两种不同的细胞因子注射到小鼠的肿瘤中来测试它们的治疗效果。为了让这种测试更具挑战性,他们选择了一种相比于其他的肿瘤类型含有相对少量胶原蛋白的黑色素瘤。随后,他们比较了单独给予这些细胞因子和注射与结合胶原蛋白的lumican附着在一起的细胞因子的效果。

Momin说道,“此外,这两种细胞因子治疗还与一种全身治疗方法---比如肿瘤靶向抗体、疫苗、免疫检查点阻断药物或嵌合抗原受体(CAR)-T细胞疗法---一起给予,正如我们想要展示的那样,这将会反映细胞因子与许多不同的免疫治疗方法联合使用的潜力。”

这些研究人员发现,当任何一种细胞因子治疗单独给予时,这些小鼠无法存活。一种细胞因子治疗与其他的免疫治疗方法的联合使用可略加提高这些存活率,但是当细胞因子与结合胶原蛋白的lumican一起给予时,他们发现90%以上的小鼠存活下来。

Momin说道,“因此,我们能够证实这些联合使用具有协同作用,它们可以很好地协同发挥功能,而且与lumican附着在一起的细胞因子确实有助于实现这些联合使用的全部益处。”

更重要的是,让细胞因子与lumican附着在一起消除了仅使用细胞因子治疗时带来的毒副作用问题。

Momin说,这些研究人员如今计划进一步开展研究工作以便改进这种技术,并探究可以与结合胶原蛋白的lumican联合使用的其他治疗方法。

Momin说,最终,他们希望这项研究能够鼓励科学家们考虑将胶原蛋白结合用于癌症治疗。“我们希望这篇论文能够证实胶原蛋白结合对所有实体瘤的许多不同疗法都是非常有益的。”(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

N. Momin el al. Anchoring of intratumorally administered cytokines to collagen safely potentiates systemic cancer immunotherapy. Science Translational Medicine, 2019, doi:10.1126/scitranslmed.aaw2614.
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