science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Nanodeeltjes trainen immuuncellen om kanker te bestrijden

Karakterisering en opname van M2-gerichte nanoliposomen. een representatieve illustratie van nanoliposomen die de opname van HSPC-, PAPC- en PGPC-fosfolipide laat zien. b Typisch histogram dat de grootteverdeling toont van HSPC-nanoliposomen (HSPC-L, HSPC:Cholesterol = 8:2), PAPC-L (PAPC:HSPC:Cholesterol = 3:5:2) en PGPC-L (PGPC:HSPC:Cholesterol = 3:5:2) verkregen uit de dynamische lichtverstrooiingsmethode. c Typisch chromatogram van lipidemengsels geïsoleerd uit PAPC-L en PGPC-L, geanalyseerd met ultrahogedrukvloeistofchromatografie (uHPLC) met corona-geladen aerosoldetector (CAD). d Stabiliteitsanalyse van nanoliposomen met behulp van groottemeting in kweekmedia bij 37 ° C gedurende 24 uur. e–g Representatieve fluorescerende beelden van cellulaire opname van 1,1′-dioctadecyl-3,3,3′,3′-tetramethylindocarbocyanine (DiI)-bevattende HSPC-L, PAPC-L en PGPC-L door M1 en M2 gedifferentieerde macrofagen van THP-1 monocyten op t = 2 h. Blauw:DAPI, Rood:nanoliposomen gelabeld met DiI, schaalbalk =50 m. f Representatieve flowcytometriehistogrammen en liposomale opname (gemiddelde fluorescentie-intensiteit (MFI)) van HSPC-L, PAPC-L (3:5:2) of PGPC-L (3:5:2) door M1- en M2-macrofagen na incubatie voor 2 h (van links naar rechts:***p = 0.000037, *p = 0.012). g Liposomale opname (MFI) van PAPC-L (2:6:2, 1:7:2) of PGPC-L (2:6:2) door M1- en M2-macrofagen na incubatie gedurende 2 h (van links naar rechts:* *p = 0.0013, *p = 0.031). Gegevens vertegenwoordigen het gemiddelde + standaardfout van het gemiddelde (SEM) van drie onafhankelijke experimenten. Statistische analyse werd uitgevoerd met meerdere ongepaarde t-tests met correctie voor meerdere vergelijkingen met behulp van de Holm-Sidak-methode. Krediet:Natuurcommunicatie (2022). DOI:10.1038/s41467-022-32091-9

Wetenschappers van de afdeling Advanced Organ Bioengineering and Therapeutics (Faculteit W&T, TechMed Centre) publiceerden onlangs een nieuwe immuuntherapie tegen kanker in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Communications . In hun onderzoek ontwikkelden prof. dr. Jai Prakash en zijn team nieuw ontworpen nanodeeltjes die zich kunnen richten op de immuuncellen van het lichaam om ze tegen kanker te keren.

In kankeronderzoek is het steeds meer bekend geworden dat tumorcellen de alliantie van sommige specifieke macrofagen kunnen veranderen om de tumor te helpen groeien. "Macrofagen zijn cellen die werken als de stofzuigers van je immuunsysteem. Normaal gesproken vangen ze indringers en vernietigen ze, maar tumorcellen kunnen deze cellen kapen om ze door het lichaam te helpen verspreiden", legt Prakash uit.

Prakash en zijn team ontwierpen nanodeeltjes die deze tumorondersteunende "slechte" macrofagen trainen in cellen die tumoren zullen bestrijden. Deze kleine (100-200 nanometer diameter) celachtige structuren moeten echter eerst de macrofagen vinden voordat ze met de training kunnen beginnen. Prakash zegt:"Het was een van de vragen die we met dit onderzoek probeerden te beantwoorden:hoe krijgen we onze nanodeeltjes op de juiste locatie en bij de juiste macrofaag."

Om deze uitdaging op te lossen, moesten de onderzoekers de nanodeeltjes veranderen. De nanodeeltjes bestaan ​​uit een dubbele laag van specifieke lipiden (fosfolipiden), nanoliposomen genaamd. Deze lipiden hebben lange staarten die graag aan elkaar plakken tussen de dubbele laag. "We hebben een deel van de lipiden vervangen door die met een iets kortere geladen staart die naar het buitenoppervlak kan 'flippen'", legt Prakash uit. De slechte macrofagen kunnen deze omgedraaide staarten herkennen en vervolgens het hele deeltje opeten.

"Toen we wisten hoe we de slechte macrofagen moesten aanpakken, werd het tijd om ze te trainen om weer tegen de tumor te vechten", zegt Prakash. De onderzoekers voegden een klein onderdeel van de bacteriële celwand, die macrofagen kan trainen, toe aan de "tail-flipping" nanoliposomen in de dubbellaagse wand van deze nanodeeltjes. Deze moleculen worden dan ook opgenomen door de slechte macrofagen die ze vervolgens trainen om kankercellen te doden. Door deze verbinding op deze manier te targeten, wordt voorkomen dat deze wordt herkend door de verkeerde cellen en wordt schade aan andere delen van het lichaam voorkomen.

In de publicatie laten de onderzoekers niet alleen zien dat de gekaapte macrofagen kunnen worden omgeschoold om de kankercellen weer te bestrijden, waardoor de tumorgroei met 70% wordt geremd in borsttumormuismodellen. "Bij onze muizen voorkwam de therapie metastase, het vermogen van kankercellen om zich door het lichaam te verspreiden", zegt Prakash. De getrainde macrofagen voorkwamen dat de tumorcellen longweefsel "voorbereiden" om tumorcellen te hosten - een proces dat voorafgaat aan metastase. Toen een tumorcel in de longen arriveerde, was het weefsel niet klaar en kon de tumorcel geen nieuwe tumor beginnen. + Verder verkennen

Een nieuwe weg om kankergezwellen te verkleinen via de immuuncellen van het lichaam