打一針就可修復受損心臟,「癌症剋星」CAR-T跨界療法登上Science封面

博雯 發自 凹非寺,量子位 報道 | 公眾號 QbitAI

用「打疫苗」的方式修復心臟損傷,你能想象嗎?

這項來自賓夕法尼亞大學的研究,現已登上Science封面:

已存的一些療法常常會在體外培養特殊的靶向細胞,然後重新注入患者體內。

但這種新方法,則是通過注射一種特殊的mRNA,直接在小鼠體內編譯免疫細胞,使其攻擊特定目標。

作者表示,這種「注射式」的療法與新冠病毒疫苗的技術存在著相似之處。

接下來,就一起來看看他們是怎麼做到的。

纖維化的心臟

首先我們要知道,在各種心肌受損發生時,人體內的一種叫做心肌成纖維細胞(Cardiac Fibroblasts)會被激活。

這一細胞能夠分泌纖維物質,有益於傷口的癒合,但如果纖維物質長期分泌過量,也會導致心臟組織變硬,損害心臟正常功能。

這也就是我們常常聽到的纖維化

這時,一種叫做CAR-T的技術就進入了大家的眼中。

CAR-T是一種近幾年新出現的癌症療法,由賓夕法尼亞大學和諾華公司共同開發。今年6月,我國就首次批准了一款CAR-T細胞治療產品。

這項技術的流程簡單來說,就是將患者體內的T細胞取出,在實驗室中進行基因重編譯、修飾、增殖,再重新注入患者體內攻擊特定的細胞類型。

然而在用於纖維化等疾病的治療時,卻會出現一種情況:

通過體外重新編譯的CAR-T細胞即使在完成了它的任務,也就是攻擊心肌成纖維細胞,使其不再或減弱分泌纖維物質之後,仍然可以在患者體記憶體活數月,甚至數年

就像我們上面所說的一樣,纖維物質多了當然不行,但少了也是會影響傷口癒合的。

更何況,體外培養還總是存在著各種不可控因素。

針對這些問題,論文作者Drew Weissman表示:

標準化的CAR-T療法需要在患者體外修飾T細胞,這個過程較為昂貴,並且難以拓展至更多普通的疾病。

所以,他們選擇把這場基因重編譯直接挪到體內。

挪到體內的基因重編譯

研究團隊首先設計了一種mRNA,使其靶向活躍的成纖維細胞的T細胞受體。

然後,基於mRNA疫苗的思路,將他們設計的mRNA封裝在微小的、類似氣泡的脂質奈米顆粒(LNPs)中,再向心衰的小鼠體內注射:

包裹著特殊mRNA的脂質奈米顆粒進入體內後,會將被T細胞捕獲。

然後,封裝的mRNA就會轉化為功能蛋白,使T細胞獲得特異性靶向攻擊心肌成纖維細胞的能力。

到這一步,本來要在體外進行編譯修飾才能產生的CAR-T細胞,直接在體內自動合成了。

可以觀察到,在40分鐘和85分鐘時,FAP CAR-T細胞就已經形成了免疫突觸:

而大量資料也表明,在注射成功後,小鼠體內確實瞬時產生了FAP CAR-T細胞:

隨後,研究人員通過回聲心動圖分析不同組的小鼠心臟功能,然後發現,這些暫時產生的FAP CAR-T細胞確實一定程度上減少了心衰小鼠的心臟纖維化:

灰:健康 黃:受損 紅:受損且產生FAP CAR T細胞

而這種體內編碼合成的mRNA只能在T細胞記憶體活幾天,也就是說,不會影響到成纖維細胞的正常功能。

研究人員正在做進一步的研究,以希望該工作能夠儘快應用到臨床上。

作者介紹

這篇論文來自賓夕法尼亞大學醫學院,Jonathan a. Epstein領導的團隊。

Jonathan a. Epstein是醫學院教授,主要研究領域在心血管、幹細胞和心臟發育上。

論文:
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm0594

參考連結:
https://www.eurekalert.org/news-releases/939267

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