Nanoneedle-gennembrud giver håb om billigere kræftbehandling

Australske videnskabsmænd har med succes fundet en måde at injicere gavnligt genetisk materiale i hvide blodlegemer i et verdensførste gennembrud, der markant kan forbedre behandlingsmulighederne for visse typer blodkræft.

Et tværfagligt team ledet af ARC Future Fellow Dr. Roey Elnathan, fra Deakin University's School of Medicine, og ARC Laureate Professor Nicolas Voelcker, fra Monash University's Institute of Pharmaceutical Sciences (MIPS), har udnyttet kraften i nano-injection-teknologi til at forbedre resultaterne i en af ​​verdens nyeste former for cancerimmunterapier, CAR-T-celleterapi.

Forskerne har offentliggjort deres foreløbige resultater i to tidsskrifter, Advanced Materials og Materials Today .

CAR-T-celleterapi involverer at tage en kræftpatients hvide blodlegemer (eller T-celler) og genmanipulere dem, før de infunderes tilbage i patienten for at angribe kræftcellerne. På grund af antallet af involverede trin er processen langsom og dyr og koster i øjeblikket mere end A$500.000 pr. patient.

Ved at bruge små (nano)nåle, der er 100.000 gange mindre end bredden af ​​et menneskehår, har forskerholdet fundet en måde at eliminere inaktive virale vektorer til genetisk kodning af T-cellerne. Virale vektorer bruges almindeligvis til at levere genetisk materiale ind i celler, men resulterer i dyre behandlingsforsinkelser i den nuværende CAR-T-cellefremstilling.

Dr. Elnathan sagde, at der var et presserende behov for en skalerbar, overkommelig, strømlinet CAR-T-cellefremstillingsproces, der ikke var afhængig af virale vektorer.

"Vi bruger nanoteknologier til at muliggøre målrettet levering af avancerede ikke-virale terapier til primære humane immunceller, som er notorisk vanskelige at transficere," sagde Dr. Elnathan.

"Vi har allerede vist, at vores nano-injektionsplatform kan omkonstruere celler, der gavner patienter in vitro (i cellekultur). Vi skal nu teste denne teknologi på et klinisk niveau."

Professor Voelcker sagde, at forskningen lover at ændre forretningsmodellen for CAR-T-celleterapi – fra boutique til almindeligt overkommelig, og det globale marked for lavpristeknologi vil være betydeligt.

"Den ikke-virale proces ville reducere kompleksiteten og eliminere sikkerhedsproblemerne forbundet med virale vektorer. Og nanoteknologien har potentialet til at blive udført udelukkende inden for hospitalet," sagde professor Voelcker.

Deakin og Monash universiteter samarbejder med ULVAC Inc. i Japan for at opskalere fremstillingen af ​​nano-injektionen, som vil være afgørende for at skalere den nye teknologi.

Forskerholdet, herunder Dr. Crystal Chen og Ph.D. studerende Ali-Resa Shokouhi fra Monash University, benchmarker nu effektiviteten i prækliniske studier. ARC Training Center for Cell and Tissue Engineering Technologies støtter forskere inden for nanoteknologi til nye cancerimmunterapier.

Forskere forventer, at det vil tage flere år at teste teknologien i kliniske omgivelser, før den bliver tilgængelig som godkendt terapi.

Flere oplysninger: Ali-Reza Shokouhi et al., Engineering Efficient Car-T Cells via Electroactive Nanoinjection, Avancerede materialer (2023). DOI:10.1002/adma.202304122

Yaping Chen et al., Effektiv ikke-viral CAR-T-cellegenerering via silicium-nanorør-medieret transfektion, Materials Today (2023). DOI:10.1016/j.mattod.2023.02.009

Journaloplysninger: Avanceret materiale , Materialer i dag

Leveret af Deakin University