麻省理工学院开发了一种合成基因电路来触发免疫系统攻击癌症

MIT开发合成基因电路有助于攻击癌症

来自健康供体的免疫系统的人T淋巴细胞(也称为T细胞)的扫描电子显微照片。研究人员设计了一种合成基因电路,当它检测到疾病的迹象时,触发免疫系统在攻击癌症。

麻省理工学院研究人员开发了一种合成基因电路,当它检测到疾病的迹象时,触发身体的免疫系统以攻击癌症。

该电路只有在检测到两种特定的癌症标记物时才会激活治疗反应,这在今天发表在杂志上的一篇论文中得到了描述细胞

免疫疗法被广泛认为在对抗一系列癌症方面具有相当大的潜力。据麻省理工学院生物工程、电子工程和计算机科学副教授Timothy Lu说,这种方法已在最近的几项临床试验中得到成功证明。

“最近有很多临床数据表明,如果你能以正确的方式刺激免疫系统,你就能让它识别癌症,”卢说,他是麻省理工学院电子研究实验室合成生物学小组的负责人。yabo124“这方面的一些最好的例子是所谓的检查点抑制剂,本质上癌症有停止迹象[防止]t细胞杀死它们。现在已经开发出的抗体基本上可以阻止这些抑制信号,让免疫系统对抗癌症。”

然而,尽管取得了这一成功,但使用免疫疗法仍然受到肿瘤特异性抗原的稀缺的限制,可以引发对特定类型癌症的免疫系统反应的物质。例如,当作为全身的系统治疗时,一些疗法的毒性是另一个障碍。

更重要的是,治疗不是在所有情况下都成功。事实上,即使在一些最成功的测试中,也只有30- 40%的病人对特定的治疗有反应,Lu说。

结果,现在存在推动组合疗法,其中使用不同但互补的处理来促进免疫应答。因此,例如,如果一种类型的免疫疗法用于敲出由癌症产生的抑制信号,并且肿瘤通过上调第二信号来响应,则可以使用额外的治疗来瞄准这一个,因此Lu说。

他说:“我们的信念是,有必要开发出更具体、更有针对性的免疫疗法,在肿瘤局部起作用,而不是试图系统地治疗整个身体。”“其次,我们希望从单一包中开发出多种免疫疗法,从而能够以多种不同的方式刺激免疫系统。”

为了做到这一点,陆川和包括麻省理工学院博士后Lior Nissim和Ming-Ru Wu在内的团队建立了一个基因电路脱氧核糖核酸用来区分癌细胞和非癌细胞。

可以定制的电路以响应不同类型的肿瘤,是基于电子器件中使用的简单和栅极。当存在两个输入时,诸如栅极仅在电路上切换。

癌细胞与正常细胞的基因表达谱不同。因此,研究人员开发了合成启动子——旨在启动仅在癌细胞中进行的基因表达的DNA序列。

使用病毒将电路递送到身体的受影响区域中的细胞。然后设计合成引进剂以结合某些活性在肿瘤细胞中的蛋白质,导致启动子接通。

“只有当这些癌症启动子中的两个被激活时,电路本身就会接通,”Lu说。

这允许电路比现有疗法更准确地靶向肿瘤,因为它需要在响应之前存在两个癌症特定信号。

一旦被激活,电路表达了设计用于指导免疫系统以靶向肿瘤细胞的蛋白质,包括表面T细胞烘干剂,其将T细胞杀死细胞。该电路还表达了旨在提升T细胞活性的制动器的检查点抑制剂。

当研究人员测试电路时体外他们发现,它能够从非癌性卵巢癌细胞和其他类型的细胞中检测出卵巢癌细胞。

然后,它们测试了植入卵巢癌细胞的小鼠中的电路,并证明它可以触发T细胞寻找并杀死癌细胞而不损害周围的其他细胞。

最后,研究人员表明,电路可以容易地转化为靶向其他癌细胞。

“我们鉴定了对乳腺癌有选择性的其他启动子,当这些被编码到电路中时,它将针对其他类型的细胞靶向乳腺癌细胞,”Lu说。

最终,他们希望能够将该系统用于治疗其他疾病,如风湿性关节炎、炎症性肠病和其他自身免疫性疾病。

在瑞士的Eth苏黎世的生物技术和生物工程教授,瑞士的生物技术和生物工程教授表示,这次进步将开辟一个新的抗癌前线。

第一作者Lior Nissim开创了第一个针对肿瘤细胞的基因回路,现在已经与Timothy Lu合作设计核糖核酸“基于免疫调节基因电路的癌症免疫治疗提高到一个新的水平,”Fussenegger说。“这一高度复杂的肿瘤杀死基因电路的设计是通过精心优化和整合几个针对和编程肿瘤细胞成为免疫系统特定猎物的组件而实现的,这是一项非常智能的技术。”

研究人员现在计划在一系列癌症模型中进行更全面的测试。他们的目标还包括为电路开发一种既灵活又易于制造和使用的传输系统。

发表:Lior Nissim等人,“合成rna免疫调节基因电路用于癌症免疫治疗”,《细胞》,2017;doi: 10.1016 / j.cell.2017.09.049

1条评论在“麻省​​理工学院开发一种合成基因电路以引发对癌症的免疫系统攻击”

  1. 干得好,神奇的技术

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