Schematic of porous microneedle deliver CAR T cells into the solid tumor

图:左边是多孔微针贴片制作、CAR - T细胞加载和手术后CAR - T细胞在肿瘤床内植入的示意图。右边是CAR - T细胞在实体肿瘤中的分布(红色)，通过多孔微针或肿瘤内注射。照片来源:李洪军、顾震。

这项研究是由浙江大学药学院教授顾振博士和北卡罗来纳大学教堂山分校微生物与免疫学系的Gianpietro Dotti博士领导的。受其在白血病治疗中的表现的鼓舞，CAR - T细胞疗法在治疗癌症方面具有很高的期望。相比之下，CAR - T细胞用于实体肿瘤的临床评估不如用于血液系统恶性肿瘤。实体肿瘤拥有独特的微环境，阻碍了CAR - T治疗的抗肿瘤效果。总之，密集的细胞外基质、异常的血管系统和间质流体压力编织了一个物理屏障，阻止CAR - T进入实体肿瘤。“打破物理屏障是CAR - T治疗对抗实体肿瘤的关键，”Zhen Gu说。

研究人员开发了一种可容纳CAR - T细胞的多孔微针，用于实体肿瘤的原位应用。该团队评估了微针的机械强度，并表明多孔微针可以很容易地插入到肿瘤基质中，同时每个针头携带大约20000个CAR - T细胞。“足够的机械强度和负载能力是基于微针的现场CAR - T细胞在实体肿瘤中播种的先决条件，”该研究的第一作者之一、浙江大学药学院教授李洪军说。

研究小组发现，装载在多孔微针中的CAR - T细胞的杀伤和增殖能力与培养基培养的细胞相当。这项研究的第一作者之一、加州大学洛杉矶分校生物工程系博士后王泽军说:“这很重要，因为细胞传递的关键挑战是避免破坏其自身的功能和活动。”

研究人员还研究了CAR - T细胞在移植人类黑色素瘤小鼠模型实体瘤中的分布。通过多孔微针贴片传递的CAR - T细胞，与肿瘤内注射在应用区域周围的局限性分布相比，其肿瘤浸润结果更加突出，这为CAR - T提供了更多的机会，可以遇到癌细胞并启动其激活和杀死。Gianpietro Dotti说:“得益于增强的肿瘤浸润，通过微针传递，黑色素瘤中CAR - T细胞的扩增显著改善。”

研究人员还在人类黑色素瘤模型和原位人类胰腺肿瘤模型中证明了多孔微针辅助CAR - T细胞递送策略的抗实体肿瘤活性。除抗实体瘤治疗外，微针传递活细胞平台还可扩展到治疗其他疾病。