2021年8 月 19 日——通过向工程化 CAR T 细胞添加基因开关，研究人员开发了一种远程控制系统，该系统能够精确侵入肿瘤微环境，以提高杀癌能力。该研究的细节于8月12日发表在Nature Biomedical Engineering上。

CAR T 细胞疗法改造患者的 T 细胞并添加嵌合抗原受体以特异性靶向和破坏癌细胞。然而，CAR T 疗法并不能可靠地应用于实体瘤。

“这些疗法已被证明对患有液体肿瘤的患者非常有效——因此，血液中循环的肿瘤，如白血病，”华莱士 H. 库尔特生物医学工程系副教授 Gabe Kwong 博士说。佐治亚理工学院和埃默里大学。“不幸的是，对于实体瘤——肉瘤、癌——它们效果不佳。有很多不同的原因。一个巨大的问题是 CAR T 细胞被肿瘤微环境免疫抑制。”

许多方法使用免疫刺激剂，例如细胞因子、检查点阻断抑制剂抗体和双特异性 T 细胞接合剂 (BiTE)，来提高工程化 T 细胞的抗肿瘤活性，但它们缺乏特异性，并且可能对健康肿瘤产生毒性，从而缩小了它们的范围。用例。因此，有必要开发一种在肿瘤和疾病部位靶向并局部激活 CAR T 细胞功能的方法。

Kwong 和他在佐治亚理工学院的团队开发了一种光热控制 T 细胞疗法的技术。他们构建并筛选了合成热基因开关面板，其中包含热休克元件和核心启动子的组合，这些启动子对温度的温和升高做出反应，同时保持细胞功能。这些开关旨在控制广泛的免疫刺激基因，包括 BiTE 和细胞因子超激动剂，以增强关键的 T 细胞功能，如增殖和 T 细胞靶向。

该团队表明，转基因的热诱导是短暂的和可逆的，并且在表达转基因时，热激活的 T 细胞仍然定位于加热的位点。

“这些抗癌蛋白非常擅长刺激 CAR T 细胞，但它们毒性太大，不能用于肿瘤之外，”邝解释说。“它们毒性太大，无法全身给药。但通过我们的方法，我们可以安全地定位这些蛋白质。我们获得了所有好处而没有缺点。”

观察到增强的抗肿瘤反应

为了证明这些结构可以通过光热加热激活 T 细胞，研究小组使用等离子体金纳米棒将近红外光转化为热量。这种经过充分研究的纳米颗粒已被证明在静脉内给药后会被动地积聚在肿瘤中。他们用金纳米棒和含有基因开关的工程化 CAR T 细胞注射了具有 CAR 抗原阴性和抗原阳性肿瘤的小鼠。

热处理20分钟后，转基因在肿瘤内表达。重要的是，未加热的组织保持在基线，表明工程化 CAR T 细胞中的转基因表达仅限于加热部位。

该疗法更进一步，该团队在体外加热了含有热开关和白细胞介素 15 超激动剂 (IL-15 SA) 的 CAR T 细胞。这些细胞在单次热处理后产生生理活性水平的 IL-15 SA。接下来，他们将细胞转移到患有癌症的小鼠身上。在体内，该治疗显着减少了肿瘤负荷并提高了存活率。

研究人员还测试了包含热开关和靶向 BiTE 的自然杀伤组 2 成员 D (NKG2D) 配体的加热 CAR T 细胞——这些配体在一系列癌症中上调——以及抑制细胞。在体外，与对照相比，这些细胞分泌的 1 型 T 辅助细胞 (Th1) 细胞因子干扰素 γ (IFN-γ) 和肿瘤坏死因子 α (TNF-α) 水平升高。在乳腺癌小鼠模型中，过继细胞转移疗法导致显着的肿瘤消退并防止复发。