为癌症患者设计免疫细胞增强剂
癌症患者也许有一天会从健康捐赠者的免疫细胞中受益。但就目前的情况来看,接受供体细胞可能会导致严重甚至致命的免疫反应。苏黎世联邦理工学院的一名研究人员现在开发了一种技术,可以避免这些情况。
Edo Kapetanovic是一名医学博士但最近一段时间,他完全致力于合成免疫学的研究。他完成了免疫工程博士学位,目前在巴塞尔苏黎世联邦理工学院生物系统科学与工程系工作。
他的大目标是开发新的癌症通过为患者提供免疫细胞来自捐赠血。他现在离这个目标越来越近了:他已经成功地修改了供体细胞,使它们只攻击肿瘤细胞,而不攻击病人的健康细胞。这项技术已经在实验室进行了测试人类细胞但是,在患者从这项技术中受益之前,还需要更多的时间和发展。
管理供体细胞远非直截了当免疫系统它专门区分外来分子和“自身”,并会攻击任何外来细胞。这对免疫功能低下的患者尤其危险,因为供体细胞可以将患者细胞识别为外来细胞,从而在受体中引发剧烈的、致命的免疫反应,即移植物抗宿主反应。这就是为什么今天的癌症免疫治疗主要使用患者自身的免疫细胞,而不是捐赠的细胞。
Kapetanovic和他的团队现在已经成功地设计出了免疫细胞,可以安全地进行移植物抗宿主反应。
人体自身的细胞并不总是有效的
一般来说,经批准的癌症免疫疗法采用两种方法中的一种,这两种方法都依赖于杀手细胞,主要是杀手T细胞。在一种方法中,专家提取病人自己的信息杀伤细胞并在实验室中对它们进行修饰,使它们能够特异性地识别和消除癌细胞。然后将这些修饰过的细胞注入患者体内。
第二种方法使用双特异性抗体作为药物。在体内,它们在杀伤性T细胞和癌细胞之间提供了分子联系,从而激活前者来对抗肿瘤细胞。
然而,这些方法都有一个严重的缺点,正如Kapetanovic解释的那样:“两种方法都使用患者自己的细胞。但众所周知的事实是,每个人的免疫细胞差异很大。在一些患者中,T细胞根本不足以对抗肿瘤。”
所以如果癌症患者可以从健康的供者那里获得强大的杀伤性T细胞,但是危险的移植物抗宿主反应阻碍了这一过程。Kapetanovic现在已经用双特异性抗体解决了这个问题。
为了理解研究人员面临的挑战,了解以下情况有助于理解:双特异性抗体对杀伤T细胞的期望激活和旁观者健康细胞的不期望激活,导致移植物抗宿主反应,通过杀伤T细胞外膜上的相同分子复合物TCR-CD3复合物发生。
细胞与人工蛋白复合物
通过合成TCR-CD3复合物,Kapetanovic能够将所需的活化与不需要的活化解耦。具有这种合成复合物的杀伤T细胞不再能够对外来细胞作出反应,这意味着它们不再能够触发移植物抗宿主反应。尽管如此,这些杀伤性T细胞仍然可以被双特异性抗体激活来对抗癌症细胞.
合成的TCR-CD3复合物是Kapetanovic和他的团队精心细致研究的结果。在科学家们能够特异性地修饰这个复合物之前,他们广泛地研究了每个TCR-CD3复合物亚基的分子结构以及它们如何传递激活信号。
细胞和抗体联合治疗
Kapetanovic说:“我们的目标是有一天提供一种标准化的、现成的癌症治疗产品。”他们的想法是从健康捐献者的血液中分离出杀伤性T细胞,并使用生物技术方法用合成的TCR-CD3复合物取代它们的天然TCR-CD3复合物。然后,癌症患者的血液中就会含有这些修饰过的基因供者细胞在接受双特异性抗体治疗之前。
Kapetanovic说:“这将使任何捐赠者的细胞移植到任何病人身上成为可能。”这种标准化产品的生产将比现在必须从每个病人身上分离和修改细胞要容易得多,也便宜得多。目前的过程很费力,需要复杂的实验室基础设施,这限制了对患者的治疗。现成的产品可以更容易地制造和分发,这意味着更多的患者可以受益。