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宾夕法尼亚州立大学王勇团队在细胞表面原位制备出“多价抗体仿生分子”,显著提高免疫细胞对靶标肿瘤细胞的识别和杀伤
2020-05-28  来源:高分子科技

  免疫细胞疗法为癌症治疗带来了新的希望。自然杀伤细胞(NK),T细胞,巨噬细胞在内的多种免疫细胞作为一种“活的”治疗试剂已经应用于癌症治疗的研究,在一系列临床试验中显示出不可估量的潜力。但是,免疫细胞在癌症治疗中应用的首要前提是他们能够高效地识别肿瘤细胞。这不仅确保免疫细胞结合肿瘤细胞提高治疗功效,而且还将减少免疫细胞的使用剂量,进而减少潜在的副作用和制造成本。


图1 “多价抗体仿生分子”的结构和工作原理示意图。绿色细胞:NK细胞,红色细胞:K562肿瘤细胞,蓝色细胞:正常细胞。


  宾夕法尼亚州立大学的王勇团队长期致力于研究细胞表面功能化修饰,以提高细胞对微环境的识别。该团队已经发展了一种在哺乳细胞表面“多价展示生物分子”的方法,使免疫细胞对微环境的识别能力提高了至少一个数量级(Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 6800)。近期,该团队利用这种方法在NK细胞表面原位制备出“多价抗体仿生分子”,显著提高了NK细胞对靶标肿瘤细胞的识别和杀伤(Angew. Chem. Int. Ed. 2020, DOI:doi.org/10.1002/anie.202004206)。他们在细胞表面修饰引发剂,利用DNA聚合反应生长出由DNA组成的高分子聚合物,该聚合物具有多个侧链,每个侧链都含有一个核酸适配体,从而使得高分子聚合物具有多个识别单元,模拟了IgM的多聚体结构和多价结合能力;此外,这种“多价抗体模拟物”可以从细胞表面伸展出来,保证了识别单元的功能不会受到周围空间位阻的影响。研究表明,“多价抗体仿生分子” 显著增强了NK细胞对靶标肿瘤细胞K562的识别和杀伤,尤其是在NK/K562比例低的情况下,识别和杀伤效率更为显著。 


图2不同NK/K562比例下,“多价抗体仿生分子”修饰的NK细胞对靶标肿瘤细胞K562的识别和杀伤效率。Native:天然NK细胞,MAM:“单价抗体模拟物”修饰的NK细胞,PAM:“多价抗体仿生分子”修饰的NK细胞。


  相对于基因工程改造免疫细胞的复杂制备程序以及可能带来的安全隐患,这项全新的技术可以在几个小时内完成免疫细胞的功能化,使得制备工艺和制造成本显著降低,并且不会在基因水平上改造细胞,避免了潜在的风险。值得注意的是,虽然该项研究使用了NK细胞和K562肿瘤细胞作为研究模型,“多价抗体仿生分子”的修饰并不受限制于于细胞类型,可适用于功能化任何免疫细胞或其它治疗细胞。而且,通过更改核酸适配体或其它配体可以制备出针对不同肿瘤类型的“多价抗体仿生分子”,用于癌症免疫疗法,代表了一类全新的细胞免疫治疗平台。


  原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202004206

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