研究人员开发出一种安全增强免疫细胞对抗癌症的新方法

癌症是我们社会的怪物。据癌​​症协会统计，仅去年一年，就有超过 60 万人于癌症。对这种复杂疾病的不懈追求推动了医学进步，开发出侵入性较小但仍然高效的治疗方法。

免疫疗法作为一种可能的解决方案正在兴起。免疫疗法涉及利用人体免疫系统的力量来对抗癌细胞。工程学院的研究人员找到了一种将治疗程序改进为突破性实践的方法。

化学工程副教授 童荣与材料科学与工程副教授 蔡文君合作，探索研究人员长期以来感兴趣的癌症免疫疗法。 Tong和Cai在《科学进展》杂志上新发表的文章中详细介绍了他们的方法，其中包括激活体内的免疫细胞并对它们进行重新编程以攻击和摧毁癌细胞。这种治疗方法经常使用蛋白质细胞因子来实施。细胞因子是小蛋白质分子，充当细胞间生化信使，由人体免疫细胞释放以协调其反应。

“细胞因子在刺激免疫细胞消除癌细胞方面非常有效，”Tong 说。 “问题是它们非常强大，如果它们在体内自由游动，就会激活它们遇到的每个免疫细胞，这可能会导致过度活跃的免疫反应和潜在的致命副作用。”

Tong和Cai与化学工程和材料科学与工程研究生合作，开发了一种创新方法，利用细胞因子蛋白作为潜在的免疫疗法。与以前的方法不同，他们的技术确保免疫细胞刺激细胞因子在肿瘤内有效定位数周，同时保留细胞因子的结构和反应水平。

联合力量消灭癌细胞

目前的癌症治疗，例如化疗，无法区分健康细胞和癌细胞。当癌症患者接受化疗时，治疗会攻击他们体内的所有细胞，这可能会导致脱发和疲劳等副作用。刺激身体的免疫系统攻击肿瘤是治疗癌症的一种有前途的替代方案。细胞因子的传递可以启动肿瘤中的免疫细胞，但过度刺激健康细胞可能会导致严重的副作用。

“科学家不久前确定细胞因子可用于激活和对抗肿瘤，但他们不知道如何将它们定位在肿瘤内部，同时又不向身体其他部位暴露性，”童说。 “化学工程师可以从工程方法来看待这一问题，并利用他们的知识来帮助完善和提高细胞因子的有效性，以便它们能够在体内有效地发挥作用。”

研究小组的目标是在杀体内癌细胞和保护健康细胞之间找到平衡。

为了实现这一目标，Tong 和他的学生利用他们的专业知识创造了具有独特尺寸的特殊颗粒，有助于确定药物的去向。这些微粒被设计为在注射到体内后留在肿瘤环境中。蔡和她的学生致力于测量这些颗粒的表面特性。

“在材料科学与工程领域，我们研究材料的表面化学和机械行为，例如为本项目创建的特殊颗粒，”蔡说。 “表面工程和表征以及粒径在控制药物输送、确保延长药物存在和持续治疗效果方面发挥着重要作用。”

为了确保成功的药物输送，Tong 和他的化学工程学生设计了一种新颖的策略：

将细胞因子锚定在这些新的微粒上，限制细胞因子对健康细胞的伤害

允许新的粒子锚定细胞因子启动免疫系统并招募免疫细胞攻击癌细胞

Tong 说：“我们的策略不仅最大限度地减少细胞因子引起的对健康细胞的伤害，而且还延长了细胞因子在肿瘤内的保留时间。” “这有助于促进免疫细胞的招募以进行有针对性的肿瘤攻击。”

该过程的下一步涉及将新的局部细胞因子治疗方法与食品和药物管理局 (FDA) 批准的市售检查点封锁抗体相结合，这些抗体重新激活已被沉默的肿瘤免疫细胞，以便它们能够抵抗癌细胞。

“当体内出现肿瘤时，癌细胞就会使身体的免疫细胞失活，”Tong 解释道。 FDA 批准的检查点阻断抗体有助于“解除肿瘤对免疫细胞的刹车”，而细胞因子分子则“踩油门”来启动免疫系统并让免疫细胞大对抗癌细胞。这两种方法共同作用来激活免疫细胞。”

在他们的研究中，检查点抗体与颗粒锚定细胞因子的结合被证明可以成功消除许多肿瘤。

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