PNAS重磅！研究人員開發出可以遠程控制的CAR-T細胞免疫治療系統！

一個研究團隊已經成功開發出了基於超聲系統的遠程免疫治療系統，可以非侵入性地遠程控制活的免疫T細胞的基因表達情況，從而識別並殺傷癌細胞。

圖片來源：CC0 Public Domain

研究人員認為，對於在動物和人體中的臨床轉化而言，非侵入性地遠程操縱細胞至關重要。

該團隊使用力學遺傳學開發出了一種新方法用於遠程控制基因表達和細胞活化，力學遺傳學是一個新的科學領域，聚焦於細胞和組織中的機械力及其變化如何影響基因表達。研究人員使用超聲擾亂T細胞，然後將這些力學信號轉化為細胞的基因控制。

在這項研究中，研究人員展示了他們遠程控制的力學遺傳學系統如何用於修飾出可以靶向並殺傷癌細胞的表達嵌合抗原抗體（CAR）的T細胞。這種工程化的CAR-T細胞具有力學感測器及基因轉換元件，可以通過超聲放大氣泡進行遠程控制。

「CAR-T細胞治療已經成為了治療癌症的顛覆性手段，」加州大學聖地亞哥分校（UCSD）的生物工程學教授Peter Yingxiao Wang說道。「但是目前仍然存在著巨大的挑戰。例如CAR-T細胞非特異性靶向非腫瘤組織可能會帶來致命副作用。這項工作最終可能幫助開發出精準有效的對抗實體瘤的CAR-T細胞療法，同時顯著降低正常組織的毒性。」

該研究團隊與南加州大學Kirk Shung教授、紀念斯隆凱特琳癌症中心的Michel Sadelain合作完成，相關研究成果於近日發表在PNAS上，UCSD的博士生Yijia Pan是該文第一作者。

研究人員發現與鏈霉親和素結合在一起的微泡可以結合在細胞表面，這些細胞表達力學敏感的Piezo1離子通道。一旦超聲作用，微泡就會震蕩並刺激Piezo1離子通道，使得鈣離子進入細胞。這就會觸發下游信號，包括鈣調磷酸酶激活、NFAT去磷酸化並轉移至細胞核內，這些NFAT會結合基因轉換元件的上游響應元件以啟動CAR基因表達，從而識別並殺傷靶向的癌細胞。

參考資料：Yijia Pan el al., "Mechanogenetics for the remote and noninvasive control of cancer immunotherapy," PNAS (2018). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1714900115

Cell：細胞治療領域觀察者

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