Jeg er en tumor, og jeg er herovre! Nanovaults plejede at stimulere immunsystemet til at bekæmpe kræft (m/ video)

(PhysOrg.com)-UCLA-forskere har opdaget en måde at vække immunsystemet for at bekæmpe kræft ved at levere et immunsystemstimulerende protein i en nanoskala-beholder kaldet en hvælving direkte i lungekræfttumorer, udnytte kroppens naturlige forsvar for at bekæmpe sygdomsvækst.

Hvælvingerne, tøndeformede nanoskala kapsler fundet i cytoplasmaet i alle pattedyrsceller, blev konstrueret til langsomt at frigive et protein, kemokinet CCL21, ind i tumoren. Prækliniske undersøgelser hos mus med lungekræft viste, at proteinet stimulerede immunsystemet til at genkende og angribe kræftcellerne, hæmmer kraftigt kræftvækst, sagde Leonard Rom, en forsker ved UCLA's Jonsson Comprehensive Cancer Center, associeret direktør for California NanoSystems Institutes og co-senior forfatter af undersøgelsen.

"Forskere har arbejdet i mange år på at udvikle effektive immunterapier til behandling af kræft, med begrænset succes, sagde Rom, der har studeret hvælvinger i årtier. "I lungetumorer, immunsystemet er nedreguleret, og det vi ville gøre var at vække det, finde en måde at få kræften til at sige til immunsystemet, 'Hej, Jeg er en tumor, og jeg er herovre. Kom og tag mig.' "

Undersøgelsen vises i maj 3, 2011 udgave af PLoS One , et fagfællebedømt tidsskrift for Public Library of Science.

Det nye hvalleveringssystem, som Rom karakteriserede som "bare en drøm" for tre år siden, er baseret på et 10-årigt, løbende forskningsindsats med fokus på at bruge en patients hvide blodlegemer til at skabe dendritiske celler, celler i immunsystemet, der behandler antigenmateriale og præsenterer det på overfladen for andre immunsystemceller. Et fase I -studie, der er en del af indsatsen, ledet af ULCAs Dr. Steven Dubinett, brugte et replikationsfattigt adenovirus til at inficere de dendritiske celler og få dem til at over-udskille CCL21, første gang kemokinet er blevet administreret til mennesker. De konstruerede celler - 10 millioner ad gangen - blev derefter injiceret direkte i patientens lungekræft for at stimulere et immunrespons.

Studiet i den tidlige fase har vist, at den dendritiske cellemetode er sikker, har ingen bivirkninger og synes at øge immunresponset - Dubinett og hans team fandt T -lymfocytter cirkulerende i blodbanen med specifikke cytokinsignaturer, hvilket indikerer, at lymfocytterne genkender kræften som en udenlandsk invader.

Imidlertid, processen med at generere dendritiske celler fra de hvide blodlegemer og konstruere dem til at overskille CCL21 er besværlig, dyrt og tidskrævende. Det kræver også en pakke med god fremstillingspraksis (GMP), et specialiseret laboratorium, der er afgørende for sikker vækst og manipulation af celler, som mange forskningsinstitutioner ikke har.

"Det bliver kompliceret, sagde Dubinett, direktør for Lung Cancer Program ved UCLA's Jonsson Comprehensive Cancer Center, professor i patologi og laboratoriemedicin, medlem af California NanoSystems Institute og en co-senior forfatter af papiret. "Du skal have en sammenfald af ting, der sker - patienten skal være klinisk kvalificeret til undersøgelsen og rask nok til at deltage, vi skal være i stand til at dyrke cellerne og derefter genetisk modificere dem og give dem tilbage. "

Der var også udfordringen med patient-til-patient-variation, sagde Sherven Sharma, en forsker ved både Jonsson Cancer Center og California NanoSystems Institute, professor i lungemedicinsk og kritisk plejemedicin og co-seniorforfatter af undersøgelsen. Det var lettere at isolere og dyrke de dendritiske celler hos nogle patienter end hos andre, så resultaterne var ikke konsistente.

"Vi ønskede at skabe en enklere måde at udvikle et miljø, der ville stimulere immunsystemet, "Sagde Sharma.

I fase I -studiet, det tager mere end en uge at differentiere de hvide blodlegemer til dendritiske celler og lade dem vokse til de millioner, der kræves til behandlingen. De dendritiske celler inficeres med en virus konstrueret til at bære et gen, der fik cellerne til at udskille CCL21 og derefter injiceres i patientens tumor ved hjælp af guidet billeddannelse.

"Vi tænkte, at hvis vi kunne erstatte de dendritiske celler med et nano-køretøj til at levere CCL21, vi ville have en lettere og billigere behandling, der også kunne bruges på institutioner, der ikke har GMP, "Sagde Dubinett.

Hvis det lykkes, hvælvemetoden ville tilføje et hårdt nødvendigt våben til arsenalet i kampen mod lungekræft, som tegner sig for næsten en tredjedel af alle kræftdødsfald i USA og hvert år dræber en million mennesker verden over.

"Det er afgørende, at vi finder nye og mere effektive behandlinger til at bekæmpe denne dødelige sygdom, "Sagde Dubinett." Lige nu har vi ikke tilstrækkelige muligheder for behandlinger mod fremskreden lungekræft. "

Hvælv nanopartiklerne indeholdende CCL21 er konstrueret til langsomt at frigive proteinet i tumoren over tid, producerer et varigt immunrespons. Selvom hvælvingerne beskytter den pakkede CCL21, de fungerer som en time-release kapsel, Sagde Rom.

Rom, Dubinett og Sharma planlægger at teste hvælvetilførselsmetoden i menneskelige undersøgelser inden for de næste tre år og håber, at de lovende resultater, der findes i de prækliniske dyretumormodeller, vil blive gentaget. Hvis en sådan undersøgelse godkendes, det ville være første gang, en nanopartikel fra hvælving bruges til mennesker til kræftimmunterapi.

Hvælv nanopartiklen ville kun kræve en enkelt injektion i tumoren på grund af langsom frigivelse, og det kunne til sidst være designet til at være patientspecifik ved at tilføje individets tumorantigener i hvælvet, Sagde Dubinett. Hvælvingerne kan også målrettes ved at tilføje antistoffer til deres overflade, der genkender receptorer på tumoren. Injektionen kunne derefter afleveres i blodstrømmen, og hvælvningen navigerede til tumoren, en mindre invasiv proces, der ville være lettere for patienterne. Hvælvingen kunne også opsøge og målrette tumorer og metastaser for små til at blive opdaget med billeddannelse.

Rom advarede om, at hvælvningsarbejdet er på et meget tidligere stadium end Dubinetts dendritiske celleforskning, men han opmuntres til de tidlige resultater. Målet er at udvikle en "hylde" terapi ved hjælp af hvælvinger.

"Hos dyr, hvælv nanopartikler har vist sig at være lige så effektive, hvis ikke mere effektiv, end den dendritiske celletilgang, "sagde han." Nu skal vi få hvælvingsterapien godkendt af FDA til brug hos mennesker. "

Fordi en hvælving er naturligt forekommende partikel, det forårsager ingen skade på kroppen og er potentielt et ideelt redskab til brug ved personlig behandling, Sagde Rom.