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腾讯登录细菌对抗癌症！哥伦比亚大学设计工程细菌促进抗肿瘤免疫
| 导读 | 肿瘤利用多种机制主动排斥参与抗肿瘤免疫的免疫细胞。如果无法针对肿瘤进行靶向治疗，克服这些排除信号的策略仍然有限。合成生物学使细胞和微生物工程能够用于肿瘤局部的治疗候选药物的递送，但无法使用传统的全身给药技术。 |
近日，哥伦比亚大学的研究人员在Science Advances上发表了题为“Chemokines expressed by engineered bacteria recruit and orchestrate antitumor immunity”的研究。该研究将癌症免疫学的发现与复杂的基因工程结合起来，创造了一种针对肿瘤的“细菌自杀小队”，吸引宿主自身的免疫细胞来摧毁癌症。这项新研究标志着非致病性细菌对抗癌症的方法向前迈出了一大步。
DOI: 10.1126/sciadv.adc9436
研究背景
01
肿瘤利用多种机制主动排斥参与抗肿瘤免疫的免疫细胞。如果无法针对肿瘤进行靶向治疗，克服这些排除信号的策略仍然有限。合成生物学使细胞和微生物工程能够用于肿瘤局部的治疗候选药物的递送，但无法使用传统的全身给药技术。
肿瘤局部治疗药物多年来，科学家们已经知道某些种类的细菌可以在肿瘤内繁殖。这项新研究的资深作者Nicholas Arpaia博士表示，这是由于肿瘤核心所特有的低pH值、坏死和免疫排斥环境支持细菌生长，同时阻止免疫细胞清除细菌。在与哥伦比亚工程学院生物医学工程副教授Tal Danino博士的持续合作中，Arpaia博士一直在围绕这一现象构建抗肿瘤策略。
先前研究人员在细菌中生成了合成基因电路——同步裂解电路(SLC)，能够在同步裂解后重复递送。该方法的核心是大肠杆菌的益生菌菌株，通过同步裂解回路进行工程设计。一旦细菌细胞在肿瘤内达到一定数量，该回路就会触发，导致大多数细菌溶解或分裂，释放出它们的内容物。此前，研究人员在微生物中添加了编码蛋白质的基因，这些蛋白质可以阻止肿瘤细胞生长，或者标记肿瘤以供免疫细胞消化。研究人员想到了利用这个平台来提供趋化因子。
吸引“杀手”T细胞
02
免疫学家发现，不同的趋化因子(免疫系统信号蛋白)吸引不同类型的免疫细胞，并刺激它们以特定的方式做出反应。在这项新研究中，该团队包括了一种人类趋化因子基因的突变版本，该基因可以吸引“杀手”T细胞。尽管T细胞对肿瘤源性抗原的特异性反应被启动，但有时它们不能被招募到肿瘤环境中。
为了进一步增强治疗效果，研究人员添加了表达另一种趋化因子的第二种细菌菌株以吸引树突细胞。通过将其与驱动树突状细胞(一种关键的先天免疫细胞类型)浸润和激活的趋化因子相结合，可以增加肿瘤抗原的检测。被激活的树突状细胞吃掉肿瘤细胞，然后将它们的抗原呈递给T细胞，T细胞就能更好地识别肿瘤细胞，并对它们做出更可靠的反应。
这项新研究建立在前人一系列发现的基础上，包含了来自哥伦比亚大学病理与细胞生物学系、HICCC和数据科学研究所的合作者的参与。Arpaia博士表示，通过几十年的研究，能够了解免疫反应是如何发展的，团队目前正在开发专门针对这些离散步骤的治疗方法。
在癌症小鼠模型中，这种工程细菌对直接注射了细菌的肿瘤以及没有注射的较远的肿瘤诱导了强大的免疫反应，且通过静脉注射细菌也有效。Arpaia博士表示:“我们看到的是，细菌只会在肿瘤环境中定植，而且它们只会达到足够的数量来诱导肿瘤内的溶解，所以我们无法在其他健康器官中检测到细菌。”
研究团队继续对系统进行修补以优化它，同时也为将其带入临床试验奠定了基础。Arpaia和他的一些合作者已经为这种方法申请了专利，以进一步开发这种疗法。（转化医学网360zhyx.com）
参考资料：
https://medicalxpress.com/news/2023-03-bacteria-tumors-immune-cells.html
DOI: 10.1126/sciadv.adc9436
注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。
DOI: 10.1126/sciadv.adc9436
研究背景
01
肿瘤利用多种机制主动排斥参与抗肿瘤免疫的免疫细胞。如果无法针对肿瘤进行靶向治疗，克服这些排除信号的策略仍然有限。合成生物学使细胞和微生物工程能够用于肿瘤局部的治疗候选药物的递送，但无法使用传统的全身给药技术。
肿瘤局部治疗药物多年来，科学家们已经知道某些种类的细菌可以在肿瘤内繁殖。这项新研究的资深作者Nicholas Arpaia博士表示，这是由于肿瘤核心所特有的低pH值、坏死和免疫排斥环境支持细菌生长，同时阻止免疫细胞清除细菌。在与哥伦比亚工程学院生物医学工程副教授Tal Danino博士的持续合作中，Arpaia博士一直在围绕这一现象构建抗肿瘤策略。
先前研究人员在细菌中生成了合成基因电路——同步裂解电路(SLC)，能够在同步裂解后重复递送。该方法的核心是大肠杆菌的益生菌菌株，通过同步裂解回路进行工程设计。一旦细菌细胞在肿瘤内达到一定数量，该回路就会触发，导致大多数细菌溶解或分裂，释放出它们的内容物。此前，研究人员在微生物中添加了编码蛋白质的基因，这些蛋白质可以阻止肿瘤细胞生长，或者标记肿瘤以供免疫细胞消化。研究人员想到了利用这个平台来提供趋化因子。
吸引“杀手”T细胞
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免疫学家发现，不同的趋化因子(免疫系统信号蛋白)吸引不同类型的免疫细胞，并刺激它们以特定的方式做出反应。在这项新研究中，该团队包括了一种人类趋化因子基因的突变版本，该基因可以吸引“杀手”T细胞。尽管T细胞对肿瘤源性抗原的特异性反应被启动，但有时它们不能被招募到肿瘤环境中。
为了进一步增强治疗效果，研究人员添加了表达另一种趋化因子的第二种细菌菌株以吸引树突细胞。通过将其与驱动树突状细胞(一种关键的先天免疫细胞类型)浸润和激活的趋化因子相结合，可以增加肿瘤抗原的检测。被激活的树突状细胞吃掉肿瘤细胞，然后将它们的抗原呈递给T细胞，T细胞就能更好地识别肿瘤细胞，并对它们做出更可靠的反应。
这项新研究建立在前人一系列发现的基础上，包含了来自哥伦比亚大学病理与细胞生物学系、HICCC和数据科学研究所的合作者的参与。Arpaia博士表示，通过几十年的研究，能够了解免疫反应是如何发展的，团队目前正在开发专门针对这些离散步骤的治疗方法。
在癌症小鼠模型中，这种工程细菌对直接注射了细菌的肿瘤以及没有注射的较远的肿瘤诱导了强大的免疫反应，且通过静脉注射细菌也有效。Arpaia博士表示:“我们看到的是，细菌只会在肿瘤环境中定植，而且它们只会达到足够的数量来诱导肿瘤内的溶解，所以我们无法在其他健康器官中检测到细菌。”
研究团队继续对系统进行修补以优化它，同时也为将其带入临床试验奠定了基础。Arpaia和他的一些合作者已经为这种方法申请了专利，以进一步开发这种疗法。（转化医学网360zhyx.com）
参考资料：
https://medicalxpress.com/news/2023-03-bacteria-tumors-immune-cells.html
DOI: 10.1126/sciadv.adc9436
注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。
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