血小板在损伤后帮助血液凝结和止血方面起着关键作用。然而,活化的血小板也可能有助于形成不需要的危险血栓,并且与一系列疾病有关,包括癌症。虽然抗血小板治疗可用于帮助解决血小板相关疾病,但如果受伤患者接受治疗后无法控制出血的风险,这些药物的效果不易逆转。
一个国际研究团队现已开发出一种可逆的抗血小板治疗方法,可以利用失活的人体血小板诱饵。由哈佛大学Wyss生物启发工程研究所的团队领导的研究人员表示,新技术可以用于降低接受手术的患者血栓的风险,而体内临床前试验也表明血小板诱饵可以帮助抑制肿瘤转移。“可逆性和立即起效是我们的血小板诱饵的主要优点,我们设想它们可用于基于医院的情况,例如在接受手术前预防高风险患者的凝血,或与化学疗法同时进行预防来自传播的现有肿瘤,“Anne-Laure Papa博士说,他以前是Wyss研究所创始主任和研究负责人Donald Ingber,医学博士,博士在实验室工作的博士后研究员。
Papa现在是乔治华盛顿大学的助理教授,他是该团队发表的科学转化医学论文的主要作者,该论文标题为“ 血小板诱饵抑制血栓形成并预防临床前模型中的转移性肿瘤形成。”研究负责人Ingber是Judah Folkman哈佛医学院血管生物学教授,波士顿儿童医院血管生物学项目,以及哈佛大学工程与应用科学学院生物工程学教授。
血小板在调节止血,保护身体免受出血和帮助维持血管系统方面起着关键作用。然而,作者解释说,活化的血小板也可能导致包括缺血性心脏病,中风,败血症和癌症在内的疾病,世界卫生组织承认这些疾病是全世界死亡的主要原因之一。
已经开发了不同的抗血小板药物以通过抑制血小板结合和活化来防止不希望的血栓形成,但是逆转这些药物的作用需要形成新的血小板,这需要至少一周至10天。因此,作者写道,“抗血小板药物的使用是患有生命危险情况的患者的主要危险因素,如创伤或出血,需要立即逆转抗血小板治疗至关重要。”
Wyss Institute领导的研究小组与美国,澳大利亚和以色列的合作者合作,现已开发出改良的人血小板或血小板诱饵,它们已失去聚集和激活凝血的能力,但保留了细胞表面受体,使其能够与血液中的其他细胞结合。产生这些血小板诱饵 - 其大小约为正常血小板的三分之一 - 包括离心和使用去污剂去除其外部脂质膜和内容物的细胞碎片。
最初的实验室测试表明,当灌注到设计用于模拟血管的微流体通道中时,血小板诱饵不显示正常的凝血行为。当研究人员将诱饵添加到通道中的正常人血液中时,以一个诱饵与五个正常血小板的比例,诱饵不能与通道壁结合,但它们也阻止正常血小板聚集并结合到通道壁。
“诱饵与正常的完整血小板不同,不能与血管壁结合,也可能阻碍正常血小板的结合能力,”Papa说。“想象一下,诱饵是快速移动的滑冰者沿着溜冰场的墙壁滑行,而且它们的高速速度可以防止其他滑手进入墙壁,从而限制它们减速并抓住它。”
快速逆转诱饵的血小板抑制作用,包括简单地加入血小板。“新鲜血小板的添加显着逆转了诱饵的抗血小板作用......”研究人员表示。这意味着在前瞻性临床环境中,使用血小板诱饵治疗的患者可以迅速逆转抗血小板作用 - 例如,如果它们成为出血风险或需要重新获得形成凝块的能力 - 通过静脉内施用正常血小板。输注血小板是一种已经在医院中常规进行的手术。使用他们自己的血小板为患者生产诱饵也是可行的,从而最小化免疫反应的风险。
尽管该技术尚未准备好用于人类,但使用兔子诱饵的测试显示,诱饵(D):正常血小板(P)的相同1:5血液比率有效地防止血管损伤后血栓形成。作者指出,兔子是一种特别有用的血栓栓塞模型,因为它们具有与人类相似的循环血小板计数和细胞大小分布。
血小板还通过与循环肿瘤细胞结合而在癌症转移中起作用。在随后的一组实验中,研究人员发现血小板诱饵保留了与癌细胞结合的能力。尽管人乳腺癌细胞能够在正常血小板存在下粘附并开始穿透细胞衬里的微流体通道的壁,但是向系统添加诱饵阻止了正常血小板帮助癌细胞的侵入行为。“这些诱饵与完整血小板(1:5比例)的共同给药完全抑制了正常血小板促进肿瘤细胞停滞和外渗的能力,”作者写道。
令人鼓舞的是,用血小板和诱饵处理后接受人乳腺癌细胞移植的小鼠比使用正常血小板但没有诱饵后退的癌细胞携带的动物产生更少和更小的转移性肿瘤。“......当血小板诱饵与注射入小鼠的P:D比例为5:1或5:2的完整血小板和癌细胞预孵育时,我们通过添加剂量观察到转移性肿瘤负荷的剂量依赖性抑制。诱饵具有较高的诱饵:血小板比率相对于血小板组显着减少转移性肿瘤,“研究人员指出。这些在体内结果表明,在癌症手术时,或者在癌症手术时给予人类癌症患者血小板诱饵可能有一天是可行的,以帮助预防肿瘤扩散。
“在这项研究中,我们报告人类血小板诱饵的发展是一种可逆的,无药物,基于细胞的抗血小板治疗,可能对治疗血栓性疾病患者有用,”作者总结道。“此外,我们在小鼠转移性肿瘤模型中的结果提高了血小板诱饵也可能减少转移形成的可能性......与大多数目前临床批准的抗血小板药物不同,这种细胞治疗方法的主要潜在好处是立即开始行动当作为静脉输注给药时,只需通过输注功能性血小板即可快速逆转这种抑制作用。“
“在这项研究中,我们能够创造出有效的显性阴性细胞疗法,以防止血小板活化引起的凝血和转移性级联反应,”Ingber说。“这是看似无关的疾病通常具有共同促成因素的另一个例子,例如炎症,压力,或者在这种情况下,活化的血小板,并且我们可以通过针对这些关键因素之一开发针对多种疾病的新疗法。”
Papa实验室的工作目前正在进行中,以帮助提高血液中诱饵的寿命,并研究它们是否也可以装载可直接靶向血栓或肿瘤或可能杀死循环肿瘤细胞的药物。研究人员指出,“血小板诱饵还有可能被用作药物载体,专门针对天然血小板,血栓形成部位或循环肿瘤细胞的化学或分子疗法,这可能是目标转移预防治疗的第一步。”
该团队承认将需要进一步的安全性和剂量递增研究,但建议任何未来的临床研究都可能从同一患者使用的极低剂量的患者衍生诱饵开始。“可以在同一患者中收集,修改和输注人血小板,以限制任何潜在的毒性,因此,最好的毒性评估可能是在同一患者中使用患者来源的血小板诱饵,如果这样,则从非常低的剂量开始模态转向未来的临床研究。“