治療癌癥最有希望的途徑之一是恢復(fù)我們的免疫系統(tǒng)識(shí)別和攻擊癌細(xì)胞的能力。芝加哥大學(xué)的一個(gè)化學(xué)家和生物學(xué)家團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種微型設(shè)備，可以定位腫瘤細(xì)胞并迫使它們向巡邏的免疫細(xì)胞展示自己。在對(duì)小鼠的測(cè)試中，這導(dǎo)致了腫瘤消退。

“就藥物輸送而言，正如分子生物學(xué)家InderVerma所說(shuō)，問(wèn)題在于輸送、輸送和輸送，”化學(xué)系教授、該研究的作者YamunaKrishnan解釋說(shuō)。“這些DNA納米裝置現(xiàn)在使藥物輸送具有超特異性，使我們能夠想出治療癌癥的方法，而不會(huì)殺死治療藥物所輸送到的細(xì)胞。”

這些納米器件的重點(diǎn)是一種特殊類型的細(xì)胞，稱為腫瘤相關(guān)巨噬細(xì)胞或TAM。巨噬細(xì)胞是一種免疫細(xì)胞，通常應(yīng)該識(shí)別并清除細(xì)胞中的微生物、細(xì)胞碎片和其他外來(lái)物質(zhì);但如果它們出現(xiàn)問(wèn)題，它們可能成為癌性腫瘤的關(guān)鍵部分。在三陰性乳腺癌中，TAM可占腫瘤質(zhì)量的50%。

然而，“盡管TAM在實(shí)體瘤中的含量很高，但它們對(duì)腫瘤發(fā)展的影響機(jī)制以及針對(duì)它們的治療策略尚不完全清楚，”該研究的合著者、本梅癌癥研究部副教授LevBecker說(shuō)。

這些TAM的重要性可以追溯到免疫系統(tǒng)如何識(shí)別癌細(xì)胞。有一種稱為CD8+T細(xì)胞的免疫細(xì)胞亞群對(duì)識(shí)別和殺死癌細(xì)胞至關(guān)重要。這些CD8+T細(xì)胞可以通過(guò)與癌性巨噬細(xì)胞表面上稱為“抗原”的分子結(jié)構(gòu)結(jié)合來(lái)對(duì)抗威脅。然而，當(dāng)TAM不呈遞抗原時(shí)，這種策略就會(huì)出錯(cuò)，因此T細(xì)胞無(wú)法識(shí)別任何東西。

Becker的小組發(fā)現(xiàn)TAM含有高水平的一種稱為半胱氨酸蛋白酶的酶。他們知道這些特殊的酶存在于溶酶體中，溶酶體作為細(xì)胞的“胃”發(fā)揮作用，因此貝克爾的觀點(diǎn)是它們可能“過(guò)度消化”腫瘤抗原——從而將癌細(xì)胞隱藏在巡邏的CD8+T細(xì)胞之外。

為了驗(yàn)證這個(gè)想法，Becker的小組需要證明問(wèn)題確實(shí)在于溶酶體吞噬了抗原。因此，他們使用了巨噬細(xì)胞缺乏調(diào)節(jié)溶酶體酶水平和活性的蛋白質(zhì)的小鼠。他們發(fā)現(xiàn)確實(shí)，這些小鼠TAM中的溶酶體并沒(méi)有那么多地破壞抗原。這最終使CD8+T細(xì)胞能夠“看到”并攻擊腫瘤。

接下來(lái)，他們需要找到一種方法來(lái)治療這一過(guò)程。

與此同時(shí)，DNA納米技術(shù)專家Krishnan最近開(kāi)發(fā)了將由DNA制成的微型納米裝置直接發(fā)送到蠕蟲(chóng)和斑馬魚(yú)等模型生物中特定免疫細(xì)胞的溶酶體的專業(yè)知識(shí)。這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)手克服了這一挑戰(zhàn)。

KasturiChakraborty是Krishnan實(shí)驗(yàn)室的前研究生，現(xiàn)在是Becker實(shí)驗(yàn)室的博士后學(xué)者，他開(kāi)發(fā)了一種微型DNA納米裝置，可以提供半胱氨酸蛋白酶抑制劑。當(dāng)Becker實(shí)驗(yàn)室的研究生ChangCui將其注射到患有腫瘤的小鼠體內(nèi)時(shí)，這種納米裝置優(yōu)先針對(duì)TAM內(nèi)的溶酶體，阻止酶破壞抗原——使它們?cè)俅螌?duì)巡邏的免疫細(xì)胞“可見(jiàn)”。

將這種DNA納米裝置與一線化療相結(jié)合，在小鼠試驗(yàn)中的三陰性乳腺癌模型中導(dǎo)致腫瘤持續(xù)消退。這一結(jié)果令人興奮，因?yàn)檫@種類型的癌癥特別難以治療。

這也是一種與研究人員認(rèn)為治療癌癥的標(biāo)準(zhǔn)方法完全不同的方法：“當(dāng)我們針對(duì)一種藥物時(shí)，成功通常意味著你已經(jīng)殺死了你想要靶向的細(xì)胞，”克里希南說(shuō)。“然而，在我們的方法中，我們的目的不是殺死目標(biāo)細(xì)胞，而是對(duì)它們進(jìn)行重新編程并改變它們的特性。一旦納米裝置在TAM中打開(kāi)開(kāi)關(guān)，自然免疫就會(huì)負(fù)責(zé)其余的工作。”

研究人員希望這種使用DNA納米裝置的新細(xì)胞器特異性遞送是下一代藥物靶向。

科學(xué)家們說(shuō)，它甚至可能超越癌癥，因?yàn)樘囟ㄓ诰奘杉?xì)胞的遞送可能會(huì)影響免疫功能出現(xiàn)問(wèn)題的廣泛疾病。

“你不會(huì)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室或免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)室看到這項(xiàng)工作，”Chakraborty說(shuō)。“在芝加哥大學(xué)，化學(xué)家和生物學(xué)家在同一棟樓里，所以互動(dòng)很容易，環(huán)境確實(shí)鼓勵(lì)跨學(xué)科科學(xué)。”

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