Een nieuw prototype voor immunotherapiescreening ontwikkeld door de Universiteit van Californië, Irvine-onderzoekers kunnen snel geïndividualiseerde kankerbehandelingen creëren waarmee artsen tumoren effectief kunnen aanpakken zonder de bijwerkingen van standaard kankermedicijnen.

UCI's Weian Zhao en Nobelprijswinnaar David Baltimore leidde samen met Caltech het onderzoeksteam dat een volg- en screeningsysteem ontwikkelde dat binnen enkele dagen T-celreceptoren met 100 procent specificiteit voor individuele tumoren identificeert. Onderzoeksresultaten verschijnen in Lab op een chip .

In het menselijk immuunsysteem, T-cellen hebben moleculen op hun oppervlak die binden aan antigenen op het oppervlak van vreemde of kankercellen. Om een ​​tumor te behandelen met T-celtherapie, onderzoekers moeten precies identificeren welke receptormoleculen werken tegen de antigenen van een specifieke tumor. UCI-onderzoekers hebben dat identificatieproces versneld.

"Deze technologie is bijzonder opwindend omdat ze grote uitdagingen in kankerbehandelingen ontmantelt, " zei Zhao, een universitair hoofddocent farmaceutische wetenschappen die verbonden is aan het Chao Family Comprehensive Center en het Sue &Bill Gross Stem Cell Research Center. "Dit gebruik van druppelmicrofluïdica-screening vermindert aanzienlijk de kosten van het maken van nieuwe kankerimmunotherapieën die gepaard gaan met minder systemische bijwerkingen dan standaard chemotherapiemedicijnen, en enorm versnelt het tijdsbestek voor de behandeling."

Zhao voegde eraan toe dat traditionele kankerbehandelingen een one-size-fits-all ziekterespons hebben geboden, zoals geneesmiddelen voor chemotherapie die systemische en ernstige bijwerkingen kunnen veroorzaken.

T-celreceptor (TCR)-gemanipuleerde T-celtherapie, een nieuwere technologie, maakt gebruik van het eigen immuunsysteem van de patiënt om tumoren aan te vallen. Op het oppervlak van kankercellen bevinden zich antigenen, uitstekende moleculen die worden herkend door de T-cellen van het immuunsysteem van het lichaam. Deze nieuwe therapie plaatst gemanipuleerde moleculen op de T-cellen van de patiënt die zich zullen binden aan hun kankercelantigenen, waardoor de T-cel de kankercel kan vernietigen. TCR-therapie kan worden geïndividualiseerd, dus elke patiënt kan T-cellen hebben die speciaal zijn ontworpen voor hun tumorcellen.

Dit antigeen-TCR-herkenningssysteem is zeer specifiek:er kunnen honderden miljoenen verschillende soorten TCR-moleculen zijn. Een grote uitdaging voor de ontwikkeling van TCR-T-celtherapie blijft het identificeren van bepaalde TCR-moleculen uit een pool van miljoenen mogelijkheden. Het vinden van een match kan tot een jaar duren (tijd die veel kankerpatiënten niet hebben) en kan een half miljoen dollar of meer per behandeling kosten.

Door minuscule olie-waterdruppeltjes te gebruiken, Zhao's team ontwierp een apparaat waarmee individuele T-cellen zich kunnen verenigen met kankercellen in microscopisch kleine vloeistofcontainers. De TCR's die binden met de antigenen van de kankercellen kunnen binnen enkele dagen worden gesorteerd en geïdentificeerd, aanzienlijk sneller dan de maanden of het jaar die eerdere technologieën nodig hadden. De technologie verlaagt ook de kosten voor het maken van geïndividualiseerde TCR's aanzienlijk en versnelt de pijplijn van TCR-T-celtherapie naar de kliniek.

Door een samenwerking met Amberstone Biosciences, een UCI-startup, dit hele platform en screeningproces zal binnen enkele maanden beschikbaar zijn voor farmaceutische bedrijven voor de ontwikkeling van geneesmiddelen. Deze technologie kan niet alleen een revolutie teweegbrengen in TCR-T-celtherapieën voor kanker, maar het zal ook een krachtig hulpmiddel zijn om andere immunologische agentia te ontdekken, inclusief antilichamen en CAR-T-cellen, en voor het ophelderen van nieuwe immunologie en kankerbiologie op een diepte die voorheen niet mogelijk was.