Natur: Erstaunlich! Die dünne Metallmembran befördert Auto-T-Zellen effizient in solide Tumoren

Was wäre, wenn ein Metall, das bereits zur Reparatur von Frakturen, zum Aufrichten von Zähnen und zur Verhinderung verstopfter Arterien verwendet wurde, auch zur Verhinderung der Ausbreitung von Krebs eingesetzt werden könnte?

In einer neuen Studie haben Forscher des Krebsforschungszentrums Fred Hutchinson in den USA zum ersten Mal herausgefunden, dass ein kleines, dünnes Metallgitter, das mit krebsbekämpfenden Immunzellen beladen ist, ein präklinisches Modell von Eierstockkrebs verkleinern kann. Die Ergebnisse wurden kürzlich in Nature Biomedical Engineering unter dem Titel "Mit Car-t-Zellen funktionalisierte Nitinol-Dünnfilme zur Behandlung von soliden Tumoren" veröffentlicht.

Bilder aus dem Fred Hutchinson Cancer Research Center

Matthias Stephan, Ph.D., Forscher am Fred Hutchinson Krebsforschungszentrum und entsprechender Autor des Artikels, sagte: "Zelltherapien zur Krebsbekämpfung waren bei Blutkrebs sehr erfolgreich, aber nicht bei soliden Tumoren. Unsere Ergebnisse zeigen dies Ein dünnes Metallgewebe, das mit gentechnisch veränderten T-Zellen zur Bekämpfung von Eierstockkrebs beladen ist, kann bei 70 Prozent der behandelten Mäuse Tumore entfernen. Dies ist ein wichtiger Schritt, um die Zelltherapie gegen solide Tumore wirksam zu machen. "

Bei soliden Tumoren, einschließlich Brust-, Eierstock- und Bauchspeicheldrüsenkrebs, gibt es verschiedene Strategien, um Immunzellen, die Krebs abtöten, wie T-Zellen oder Car-T-Zellen, die den chimären Antigenrezeptor (CAR) exprimieren, auszuweichen und sich dagegen zu wehren -kämpfende Zellen alleine werden nicht funktionieren; Sie gelangen nicht zum Tumor, oder wenn sie zu den Krebszellen gelangen, werden sie müde, die Krebszellen abzutöten und scheitern.

Stephan hat ein Material entwickelt, das für den Menschen sicher ist und krebsbekämpfende Zellen in Tumore befördern kann. "Zusätzlich zur Minimierung der Nebenwirkungen für Patienten ist es unser oberstes Ziel, die T-Zelltherapie schneller, billiger und einfacher an Patienten abzugeben. " er sagte.

Zu diesem Zweck lädt Stephans neue Studie Auto-T-Zellen, die auf Eierstockkrebs abzielen, auf ein poröses Netz aus Metallmembranen, die dann auf dem Tumor platziert werden.

"Es ist nicht nur ein passives Abgabegerät. Es ist auch eine Freisetzungsplattform für die Auslösung der Proliferation von car-t-Zellen, die die Abwehr des Tumors gegen diese T-Zellen überwinden kann."

Die Forscher verwendeten dünne, fast durchscheinende Metallmembranen von Monarch Biosciences. Der 10 Mikrometer dicke Metallfilm aus einer Nitinol-Legierung kann sicher in den Körper implantiert und in anderen medizinischen Geräten verwendet werden.

Unter leistungsstarken Mikroskopen weist der Metallfilm winzige Räume auf, die in verschiedene Muster konfiguriert werden können. Dieser Raum kann mit Medikamenten oder anderen Flüssigkeiten gefüllt werden, und die Metallmembran kann in den Körper implantiert werden, wo die Flüssigkeiten austreten und ihre Ziele finden.

Stephan und seine Kollegen wollten herausfinden, ob die Metallmembran T-Zellen enthalten und diese krebsbekämpfenden Zellen an Tumoren abgeben kann.

"Wir mussten ein räumliches Muster aus Metallmembranen finden, das sich sehr gut für T-Zellen eignet. Das räumliche Muster muss klein genug sein, damit die Zellen nicht zwischen die Risse fallen, aber nicht so klein, dass sich die T-Zellen zu eng anfühlen, um sich zu bewegen . "

Sie stellten fest, dass ein lineares Muster, ähnlich der Ansicht von oben nach unten im Labyrinth, am besten für T-Zellen geeignet ist. Sie beschichteten die Metallmembran mit einer Vielzahl von Materialien, sodass Car-T-Zellen wachsen und sich im Körper vermehren können.

Die Forscher bestückten die Metallmembran mit Car-t-Zellen, die so programmiert waren, dass sie nach dem Eierstockkrebs-Zellmarker ROR1 suchten. Diese gentechnisch veränderten Car-t-Zellen wurden auf beiden Seiten der Metallmembran platziert und dann in der Mitte des beschichteten Materials absorbiert .

"Es ist wie ein Laib Brot mit Orangensauce auf beiden Seiten", sagte Stephan. Diese Metallmembran ist das Brot, und dann legen wir die Car-T-Zellen auf die Seiten, und diese Zellen werden dann in die Mitte eingetaucht. "

Anhand eines Labormodells für Eierstockkrebs implantierten die Forscher eine Metallmembran, die Car-t-Zellen enthielt, in den Tumor. T-Zellen wandern von der Metallmembran ab und metastasieren in die Nähe des Tumors. Innerhalb von 10 Tagen waren alle Tumoren in den Mäusen verschwunden. Innerhalb von 20 Tagen blieben 70 Prozent der Mäuse tumorfrei.

Wenn dies durch weitere Forschungen und klinische Studien bestätigt wird, könnte die Methode der Implantation von Metallmembranen zur Hemmung des Tumorwachstums schließlich zur Behandlung von Krankheiten wie Pankreas- und Eierstockkrebs eingesetzt werden.

In einem weiteren Experiment stellten die Forscher fest, dass mit Car-t-Zellen imprägnierte röhrenförmige Metallmembranen das Wachstum von Tumoren in solche Membranen verhinderten. Das Verfahren kann zur Behandlung von Krebserkrankungen angewendet werden, die eine Verstopfung der Atemwege oder des Verdauungssystems verursachen, wie zum Beispiel Lungen-, Bauchspeicheldrüsen- oder Speiseröhrenkrebs, bei denen Stents verwendet werden, um die Störung des Tumors beim Schlucken zu unterdrücken.

"Wir konzentrieren uns in unseren aktuellen Experimenten auf car-t-Zellen, aber ich sehe, dass dieser Ansatz mit t-Zellrezeptortherapien, natürlichen Killerzellen und anderen Immunzellen, die gegen Krebs gerichtet sind, funktioniert", sagte Stephan.

Literaturhinweis: 1. Michael E. Coon et al. Mit CAR-T-Zellen funktionalisierte Nitinol-Dünnfilme zur Behandlung von soliden Tumoren. Nature Biomedical Engineering, 2019, doi: 10.1038 / s41551-019-0486-0.

2. Wissenschaftler zeigen, dass mit T-Zellen beladenes dünnes Metallgewebe solide Tumore schrumpft

https://medicalxpress.com/news/2019-12-scientists-thin-metal-mesh-cells.html