Nat Com：提高身体自身的免疫力可以对抗癌症

免疫疗法不是使用化学物质或辐射，而是一种帮助病人免疫系统对抗癌症的癌症治疗方法。T细胞是一种对免疫系统至关重要的白细胞。细胞毒性T细胞就像士兵一样，搜索并摧毁目标入侵者细胞。

虽然在血液或血液器官中使用免疫疗法治疗某些类型的癌症已经取得了成功，但在实体肿瘤中，T细胞的工作要困难得多。

近日发表在nature communications上，研究人员致力于对T细胞进行工程设计，并制定工程设计标准，以机械地优化这些细胞，或使它们更“适合”以克服这些障碍。如果这些免疫细胞能够识别和到达癌细胞，那么它们就能摧毁肿瘤。

为了进一步制定增强肿瘤中T细胞迁移的设计标准，首先了解导致T细胞运动更健壮的状态是至关重要的。肿瘤内的每一个‘障碍’过程都略有不同，但也有一些相似之处。在对这些免疫细胞进行改造后，研究人员发现，不管遇到什么障碍，它们通过肿瘤的速度几乎是它们的两倍。

为了工程细胞毒性T细胞，作者使用先进的基因编辑技术(也称为基因组编辑)改变T细胞的DNA，使他们能够更好地克服肿瘤的障碍。最终的目标是减缓癌细胞的生长速度，加快工程免疫细胞的速度。研究人员致力于创造出善于克服各种障碍的细胞。当这些细胞混合在一起时，目标是让免疫细胞群克服所有不同类型的障碍，到达癌细胞。

机械和微管调节T细胞与肿瘤相关的纳米结构的相互作用

 细胞迁移行为，采用合理的工程设计方法，结合基因组和细胞工程，改变天然细胞毒性T细胞和(或)进一步增强工程T细胞，使它们能够最有效地通过和取样整个肿瘤体积，可以提高对实体肿瘤的治疗效果，甚至进一步改善基于细胞的肿瘤治疗方法。

为了确定刚度对定向T细胞迁移的影响，研究人员分析了单元相对于纳米照相(即接触制导)的方向性和在基板上的迁移速度，其刚度范围从16 kPa到超过1 GPa。

通过跟踪细胞的运动随时间的推移，发现在软和刚性条件下T细胞接触引导有明显的差异。在低模量纳米断裂条件下，T细胞迁移是强接触引导和沿纳米颗粒方向的高度定向迁移。相反，更坚硬的基底上的细胞相对于底层纳米颗粒的方向性显示出更多的随机迁移轨迹。

微管收缩轴在三维环境中调节T细胞力学和迁移

 在三维环境和活体肿瘤中，研究人员发现微管不稳定导致Rho通路依赖性皮质收缩增加，促进迁移，而临床使用的微管稳定化疗则大大减少有效迁移。

研究证明，无论是从药物角度还是通过基因组工程，合理地操纵微管-收缩轴，都能使工程T细胞更有效地通过和询问三维基质和肿瘤体积。

因此，通过三维微环境更好地导航的工程细胞可能是提高免疫治疗效果的有效策略的一部分。

使用细胞工程方法对抗癌症是一个相对较新的领域。它允许一种非常个性化的方法，应用于广泛的癌症。专家认为，人类正在扩大一项新的研究领域，研究我们自己的身体如何能够对抗癌症。这可能会对未来治疗产生重大影响。

文献参考：Erdem D. Tabdanov, Nelson J. Rodríguez-Merced, Alexander X. Cartagena-Rivera, Vikram V. Puram, Mackenzie K. Callaway, Ethan A. Ensminger, Emily J. Pomeroy, Kenta Yamamoto, Walker S. Lahr, Beau R. Webber, Branden S. Moriarity, Alexander S. Zhovmer, Paolo P. Provenzano. Engineering T cells to enhance 3D migration through structurally and mechanically complex tumor microenvironments. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-22985-5