UCLA-forskere har udviklet en ny behandlingsmetode ved hjælp af en lillebitte nanokapsel til at hjælpe med at booste immunresponset, hvilket gør det lettere for immunsystemet at bekæmpe og dræbe solide tumorer.
Efterforskerne fandt fremgangsmåden, beskrevet i tidsskriftet Science Translational Medicine, øget antallet og aktiviteten af immunceller, der angriber kræften, hvilket får kræftimmunterapier til at fungere bedre.
"Kræftimmunterapi har omformet landskabet for kræftbehandling," sagde seniorforfatter til undersøgelsen Jing Wen, assisterende adjungeret professor i mikrobiologi, immunologi og molekylær genetik ved David Geffen School of Medicine ved UCLA og en videnskabsmand ved UCLA Jonsson Comprehensive Cancer Center.
"Det er dog ikke alle patienter med solide tumorer, der reagerer godt på immunterapi, og årsagen ser ud til at være relateret til den måde, kræftcellerne påvirker deres omgivelser på."
Kræftceller producerer meget laktat, forklarede Wen, som skaber et miljø omkring den solide tumor, der gør det svært for immunsystemet at arbejde effektivt mod kræften.
Selvom der har været bestræbelser på at reducere niveauerne af laktat med forskellige lægemiddelhæmmere, har disse metoder en tendens til også at forstyrre metabolismen af sunde celler, hvilket kan forårsage alvorlige bivirkninger.
For at finde en måde at lindre immundysfunktion omkring tumoren uden at skade sunde celler, søgte Wen og teamet efter at skabe et værktøj til at levere lægemiddelinhibitorer direkte, for at nedbryde laktat omkring og inden for solide tumorer.
For at nå dette mål udviklede holdet en behandling, der indkapsler et enzym kaldet laktatoxidase i en lille nanokapsel, der reducerer laktatniveauet og frigiver hydrogenperoxid i tumoren.
Nedsatte niveauer af laktat er gavnlige til at frigive undertrykkelsen af immunrespons, mens øgede niveauer af hydrogenperoxid, et stof, der typisk produceres, når du bliver skadet, hjælper med at rekruttere og aktivere immunceller i tumorerne.
"Når laktat reduceres, og hydrogenperoxid frigives, gør det det lettere for immunsystemet at arbejde mod kræften," siger Zheng Cao, førsteforfatter til undersøgelsen og UCLA Samueli School of Engineering doktorgradskandidat i afdelingen for kemisk og biomolekylær ingeniør.
For at undersøge effekten af nanokapsler med lactatoxidase-enzymet testede holdet metoden i mus med melanom og triple-negativ brystkræft og udførte tumorvækstmåling, overlevelseskurveanalyse, RNA-sekventering og immuncellepopulationsanalyse. Holdet fandt ud af, at reduktion af laktat og produktion af hydrogenperoxid tilskyndede immunceller til at trænge ind i tumoren, hvilket øgede antallet og aktiviteten af immunceller, der angriber kræften, med to til fem gange.
"Vi fandt ud af, at laktatoxidase nanokapsler hjalp med at forhindre immunsystemet i at blive svækket og overvinde immunundertrykkelsen forårsaget af tumoren," sagde Cao. "Desuden forbedrede denne dobbeltvirkende tilgang succesen med en specifik type kræftimmunterapibehandling kaldet immunkontrolpunktblokade, og vi mener, at det kunne være en effektiv strategi til at hjælpe med at gøre kræftimmunterapi mere effektiv."
Forskerne vil yderligere udforske virkningen af lactatoxidat nanokapsler på at forbedre den terapeutiske effektivitet af kimær antigenreceptor (CAR) T-celleterapi til solide tumorer. CAR T-celleterapi er en type cellulær immunterapi designet til at modificere T-celler, så de kan genkende og angribe kræft.
Sammen med Wen er undersøgelsens seniorforfattere Jimin Guo, en tidligere postdoc-stipendiat i afdelingen for mikrobiologi, immunologi og molekylær genetik; og Yunfeng Lu, professor emeritus i kemisk og biomolekylær teknik ved UCLA engineering.
Flere oplysninger: Zheng Cao et al., Lactate Oxidase Nanocapsules Boost T-celleimmunitet og effektivitet af kræftimmunterapi, Science Translational Medicine (2023). DOI:10.1126/scitranslmed.add2712. www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.add2712
Journaloplysninger: Videnskab translationel medicin
Leveret af University of California, Los Angeles
Sidste artikelForskere opdager, at vendende lag i heterostrukturer forårsager ændringer i deres egenskaber
Næste artikelForskere bruger nyt nyt kobolt-modificeret nanomateriale til at gøre brændselsceller mere robuste og bæredygtige