冷冻干燥是市面上常用的新鲜果蔬保鲜方法,通过低温再抽真空的处理方法,将蔬果中的水分直接从冰升华为水蒸气,从而达到脱水保鲜的效果。 冷冻干燥技术可以保持食品的色泽和风味,并可以保留食品中的大部分营养成分,赢得了众多消费者的喜爱。
顾震的科研团队。
那么,人们是否也可以对一些身体组织进行冷冻干燥,保持其内部活性成分和结构,充分发挥自身作为活性物质的特性,并将其用于生物医药领域呢?
日前,浙江大学药学院、浙江大学金华研究院顾震教授、李红军教授团队加入了浙江大学医学院附属第一医院主任医师赵鹏、主任医师陈东团队在世界上首次提出利用冷冻干燥技术将人体组织转化为活性生物材料,然后加载药物以发挥功效。 本研究将取出体内的淋巴结冷冻干燥,有效保留其多孔结构和大量活性成分,作为储存和递送抗肿瘤细胞药物的培养基,达到更强大、更持久的目的在动物模型中,已经证实该技术可以有效抑制恶性肿瘤的术后发展。
研究结果于3月6日发表在国际知名期刊《自然材料》上。
CAR T细胞**肿瘤冻干淋巴结递送示意图。
用土料一石二鸟
近年来,细胞药物作为肿瘤靶向**的使用呈上升趋势。 例如,通过在免疫T细胞上加入“探针”,合成出能够准确识别和靶向肿瘤细胞的嵌合抗原受体T细胞(又称CART细胞),已用于血液肿瘤的临床治疗,取得了显著的疗效。
然而,CART细胞如何以持久有效的方式在实体瘤部位发挥作用一直是一个长期存在的问题。 科学家们试图在肿瘤附近“建造”各种各样的东西可以装载CART单元的“掩体”它往往受到物理屏障和免疫抑制环境等因素的阻碍,以及用于建造“掩体”的材料所面临的免疫排斥反应,从而影响疗效。
我们在思考是否可以使用体内的一些身体组织来加载CART细胞? 顾震介绍,“我们首先想到的是肿瘤手术时经常需要解剖的淋巴结,这样就可以利用局部材料来避免外源性携带者带来的排斥问题。 ”
在进行恶性肿瘤切除手术时,往往需要对该区域的淋巴结进行解剖,并通过病理检查确定这些淋巴结是否有转移,以便准确指导术后复诊**。 而这些切除的淋巴结本身也是人体中非常重要的免疫器官,例如免疫系统的“武器库”它自然是T细胞生存、训练和扩增的合适场所。
“能否将两者的优势进一步叠加,不仅让淋巴结保护CART细胞,还能促进细胞的抗肿瘤活性,从而实现一石二鸟? ”顾震进一步介绍了研究思路。
自2021年以来,浙江大学的研究人员一直在研究如何使“军火库”成为“掩体”。
冻干“锁鲜”,优点多,效果好
如何为淋巴结腾出更多空间来加载CART细胞? 顾震的团队在医用冷冻技术领域有着长期的科研实践,创造性地提出进行淋巴结组织冷冻干燥想法。
在冻干过程中,淋巴结中的水被冻结成冰并迅速升华,从而产生更多的空腔来容纳T细胞。 冻干的淋巴结组织吸水性强,能快速吸收CART细胞。
装有 CAR-T 细胞的冻干淋巴结扫描电子显微镜**(左图,其中紫色球状体是 CART 细胞)和荧光成像**(右图,其中绿色球状体是 CART 细胞)
冻干淋巴结的效果如何?
通过对比实验,研究人员发现,将加载在冻干淋巴结中的CART细胞与肿瘤细胞共培养3天,人工制备CART细胞的扩增作为凝胶载体3.5 次。培养7 d后,冻干淋巴结实验组能够将T细胞分化为更多的记忆表型,具有指示性使用冻干淋巴结载体可以使 CART** 更有效、更持久。
在人类肿瘤细胞系和患者肿瘤组织的肿瘤模型研究**冻干淋巴结对CART细胞有显著的协同作用。 “负载CART细胞**的冻干淋巴结的肿瘤抑制作用、瘤内活化CART细胞的数量和杀伤因子的数量明显优于凝胶载体上负载的相同剂量的CART。 “李红军说。
赵鹏说:“冻干具有'锁鲜'的功能,冻干后的淋巴结返回保留丰富的细胞因子、趋化因子和配体,在维持CART细胞的活性和功能方面起着重要作用。 ”
以诊所为导向,以临床服务为中心
浙江大学的研究人员对冻干淋巴结技术充满期待。
将来,淋巴结的冻干和细胞药物的上样可以在短短几个小时内完成,甚至在外科手术的时间内,装有药物的冻干淋巴结可以在肿瘤切除后被埋回腔内,作为CART细胞库,连续释放药物以去除局部残留的微观肿瘤并抑制手术后的**。
淋巴结冻干。
这项研究显示了强大的...基础与临床相结合的特点。我们团队的大部分人都致力于临床实践,我们通常带领学生观察临床医生的查房和手术。 顾震说“该团队正在共同努力完善一些临床研究方案,以便尽快帮助患者。 ”
不仅如此,冻干组织技术不仅可以用于修饰淋巴结和加载CART细胞,还可以为未来的科学研究提供新的思路。 陈东说“冷冻干燥技术也可以扩展到其他组织和器官,以制备具有特殊性能的生物材料,用于生物医学领域。 ”
正如匿名审稿人所评论的那样,这项工作具有高度创新性,有可能满足肿瘤学的重要临床需求。
该研究的第一作者是浙江大学药学院博士生石佳琦、医学院博士生吴伟和浙江大学医学院附属第一医院陈东。
文字记者:李俊元,浙江大学蓉**中心学生记者组,柯一能音视频制作:杨洛洛、刘玉祥,快乐就好|研究**由受访团队提供。
本期小编:李俊元,浙江大学金融**中心学生记者组。
责任编辑:谭帅。
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