Nanopartikler træner immunceller til at bekæmpe kræft

Karakterisering og optagelse af M2-målrettede nanoliposomer. en repræsentativ illustration af nanoliposomer, der viser inkorporering af HSPC, PAPC og PGPC phospholipid. b Typisk histogram, der viser størrelsesfordelingen af HSPC-nanoliposomer (HSPC-L, HSPC:Cholesterol = 8:2), PAPC-L (PAPC:HSPC:Cholesterol = 3:5:2) og PGPC-L (PGPC:HSPC:Cholesterol) = 3:5:2) opnået ved dynamisk lysspredningsmetode. c Typisk kromatogram af lipidblandinger isoleret fra PAPC-L og PGPC-L, analyseret ved hjælp af ultrahøjtydende væskekromatografi (uHPLC) med coronaladet aerosoldetektor (CAD). d Stabilitetsanalyse af nanoliposomer ved hjælp af størrelsesmåling i dyrkningsmedier ved 37 °C i løbet af 24 timer. f.eks. Repræsentative fluorescerende billeder af cellulær optagelse af 1,1'-dioctadecyl-3,3,3',3'-tetramethylindocarbocyanin (DiI)-holdig HSPC-L, PAPC-L og PGPC-L af M1- og M2-differentierede makrofager fra THP-1 monocytter ved t = 2 t. Blå:DAPI, Rød:nanoliposomer mærket med DiI, skala bar =50 µm. f Repræsentative flowcytometrihistogrammer og liposomal optagelse (gennemsnitlig fluorescensintensitet (MFI)) af HSPC-L, PAPC-L (3:5:2) eller PGPC-L (3:5:2) af M1- og M2-makrofager efter inkubation for 2 t (venstre mod højre:***p = 0,000037, *p = 0,012). g Liposomal optagelse (MFI) af PAPC-L (2:6:2, 1:7:2) eller PGPC-L (2:6:2) af M1- og M2-makrofager efter inkubation i 2 t (venstre mod højre:* *p = 0,0013, *p = 0,031). Data repræsenterer middelværdien + standardfejlen for middelværdien (SEM) fra tre uafhængige eksperimenter. Statistisk analyse blev udført med multiple uparrede t-tests med korrektion for flere sammenligninger ved hjælp af Holm-Sidaks metode. Kredit:Nature Communications (2022). DOI:10.1038/s41467-022-32091-9

Forskere i afdelingen for Advanced Organ Bioengineering and Therapeutics (Faculty of S&T, TechMed Centre) har for nylig offentliggjort en ny cancerimmunterapi i det videnskabelige tidsskrift Nature Communications . I deres forskning udviklede Prof Dr. Jai Prakash og hans team nydesignede nanopartikler, som kan målrette kroppens immunceller for at vende dem mod kræft.

Inden for kræftforskning er det blevet mere og mere kendt, at tumorceller kan ændre alliancen af nogle specifikke makrofager for at hjælpe tumoren med at vokse. "Makrofager er celler, der fungerer som støvsugerne i dit immunsystem. Normalt fanger de ubudne gæster og ødelægger dem, men tumorceller kan kapre disse celler for at hjælpe dem med at sprede sig i hele kroppen," forklarer Prakash.

Prakash og hans team designede nanopartikler, der træner disse tumor-understøttende "dårlige" makrofager til celler, der vil bekæmpe tumorer. Disse små (100-200 nanometer diameter) cellelignende strukturer skal dog først finde makrofagerne, før de kan starte træningen. Prakash siger:"Det var et af de spørgsmål, vi forsøgte at besvare med denne forskning:Hvordan får vi vores nanopartikler på den rigtige placering og til den rigtige makrofag."

For at løse denne udfordring var forskerne nødt til at ændre nanopartiklerne. Nanopartiklerne består af et dobbelt lag af specifikke lipider (phospholipider) kaldet nanoliposomer. Disse lipider har lange haler, der gerne klistrer sammen mellem det dobbelte lag. "Vi erstattede nogle af lipiderne til dem med en lidt kortere ladet hale, der kan 'vende' til den ydre overflade," forklarer Prakash. De dårlige makrofager kan genkende disse vendte haler og så æde hele partiklen op.

"Da vi vidste, hvordan vi skulle målrette mod de dårlige makrofager, blev det tid til at træne dem til at bekæmpe tumoren igen," siger Prakash. Forskerne tilføjede en lille komponent af bakteriecellevæggen, som kan træne makrofager, til de "halevendende" nanoliposomer i disse nanopartiklers dobbeltlagsvæg. Disse molekyler bliver så også optaget af de dårlige makrofager, som efterfølgende træner dem til at dræbe kræftceller. Målretning af denne forbindelse på denne måde forhindrer den i at blive genkendt af de forkerte celler og forhindrer dermed skader på andre dele af kroppen.

I publikationen viser forskerne ikke kun, at de kaprede makrofager kan genoptrænes til at bekæmpe kræftcellerne igen, hvilket hæmmer tumorvæksten med 70 % i brysttumormusemodeller. "Hos vores mus forhindrede terapien metastaser, kræftcellernes evne til at sprede sig gennem kroppen," siger Prakash. De trænede makrofager forhindrede tumorcellerne i at "forberede" lungevæv til at være vært for tumorceller - en proces før metastasering. Da en tumorcelle ankom i lungerne, var vævet ikke klar, og tumorcellen kunne ikke starte en ny tumor. + Udforsk yderligere

En ny vej til at formindske kræftsvulster gennem kroppens immunceller

Sidste artikelKontrol af vejtrafik inde i celler med nano GPS

Næste artikelNanoskala væskefaseændringer afsløret