肿瘤

新开发的聚合物防护罩可使免疫治疗药物仅在肿瘤组织中才被激活

作者:佚名 来源:生物谷 日期:2021-09-14
导读

         免疫治疗药物是抗击癌症的有希望的新武器,但它们非常强大,可能对人体的其他部分产生毒副作用。免疫治疗药物的基本理念很简单。医生将特殊类型的药物,特别是在实验室中制备或修改的抗体和细胞因子等蛋白质注入患者体内,激活患者体内诸如T细胞和NK细胞免疫细胞之类的免疫细胞,从而协助这些细胞对抗肿瘤。简而言之,免疫治疗药物的作用就像一种强效的鸡尾酒,可以增强患者自身的免疫系统。

        免疫治疗药物是抗击癌症的有希望的新武器,但它们非常强大,可能对人体的其他部分产生毒副作用。免疫治疗药物的基本理念很简单。医生将特殊类型的药物,特别是在实验室中制备或修改的抗体和细胞因子等蛋白质注入患者体内,激活患者体内诸如T细胞和NK细胞免疫细胞之类的免疫细胞,从而协助这些细胞对抗肿瘤。简而言之,免疫治疗药物的作用就像一种强效的鸡尾酒,可以增强患者自身的免疫系统。

        瑞士洛桑联邦理工大学(EPFL)工程学院免疫工程生物材料实验室负责人Li Tang说,“在医生开出处方后,免疫治疗药物被静脉注射到患者体内。一旦进入体内,这些药物就会扩散到各处---而不仅仅是肿瘤或任何转移灶所在的地方。问题是,这些药物中的蛋白质非常强大,以至于它们会损害健康组织。”

        已有的许多免疫治疗方法在临床前研究中被证明对癌症非常有效。但它们往往不能用来救人,因为它们对身体其他部位的毒副作用太大。Tang说,“今天这些用于患者的治疗方法已经被削弱了,因此它们的效力较低。这使它们更安全,但在破坏肿瘤方面也不那么有效。我们的目标是保持免疫疗法的所有效力,因为它将是癌症患者的一个重要治疗选择。”

        因此,Tang和他的团队在一项新的研究中开发出一种使得免疫治疗蛋白只有在进入肿瘤组织时才被激活的方法。该团队是通过一种通用化学方法开发这种技术的先驱之一。相关研究结果发表在2021年9月10日的Science Advances期刊上,论文标题为“Switchable immune modulator for tumor-specific activation of anticancer immunity”。

        Tang说,“我们能够实现这一目标,要感谢我们的跨学科方法。我们的方法借鉴了化学工程和免疫工程的技术。”

        一种特殊的环境

        论文第一作者、Tang实验室博士后研究员Yu Zhao首先利用了肿瘤周围的化学特性。他说,“肿瘤微环境与身体的其他部分不同。它的pH值更低,这意味着它的酸性更强,而且它有很高的还原电位。”Zhao利用这些已经为科学家所知的事实,为免疫治疗蛋白药物开发了一种聚合物防护罩(polymer shield),让它们无害地通过身体,直到到达肿瘤。

        Zhao说,“为了构建这种防护罩,我首先开发了像小钩子一样附着在蛋白质分子表面的刺激性反应化学键。然后我将作为长链分子的聚合物‘钩’到位于蛋白质分子表面的这些化学键上。一旦附着在蛋白质表面,这些聚合物就会像防护罩一样包裹它们。”

        该防护罩在当暴露于肿瘤组织中独特的化学环境时可被分解。Tang解释说,“肿瘤微环境中的化学反应打破了位于蛋白质表面上的这些化学键,从而去除这种聚合物防护罩。随后,这些免疫治疗蛋白药物可以自由地在肿瘤组织中选择性地激活患者的抗癌淋巴细胞。”

        Zhao花了几年的研究和无数次的实验,才找到了用于这种新方法的正确化学物组合。在该方法有可能被用于临床治疗癌症之前,可能还需要数年时间,以及相当数量的资助资金。

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