科学家推动创造人工淋巴结以对抗癌症和其他疾病

约翰斯·霍普金斯大学医学院的科学家们在小鼠的原理验证研究中报告说，他们创造了一种专门的凝胶，可以像淋巴结一样成功地激活和繁殖抗癌免疫系统T细胞。他们说，这项工作使科学家们更接近向人体内注射人造淋巴结，并引发T细胞对抗疾病。

在过去几年中，一波发现推动了新技术在癌症治疗中使用T细胞 - 一种白细胞。为了获得成功，细胞必须被引发或教导，以发现和反应分析癌症细胞表面的分子旗帜。以这种方式教育T细胞的工作通常发生在淋巴结中，在整个身体中存在的小型豆状腺体中存在T细胞。但在患有癌症和免疫系统疾病的患者中，学习过程是错误的，或者不会发生。为了解决这些缺陷，目前的T细胞加强治疗需要医生从患有癌症的患者的血液中去除T细胞，并在实验室进行基因工程或激活细胞后将细胞注射回患者体内，以便识别癌症 - 相关的分子旗帜。

一种称为CAR-T疗法的这种治疗是昂贵的，并且仅在具有能够完成工程T细胞的复杂任务的实验室的专业中心可用。此外，在实验室中培养T细胞通常需要大约六到八周的时间，一旦重新进入体内，细胞在患者体内的持续时间不长，因此治疗的效果可能是短暂的。

4月10日发表在“新材料”杂志上的这项新工作是由约翰霍普金斯大学的科学家们提出的，旨在找到一种更有效的T细胞工程方法。“我们相信T细胞的环境非常重要。生物学不会发生在塑料餐具上;它发生在组织中，”John Hickey博士说。约翰霍普金斯大学医学院生物医学工程的候选人和研究报告的第一作者。

为了使工程T细胞的环境更具生物学真实性，Hickey - 与他的导师Hai-Quan Mao，博士，约翰霍普金斯纳米生物技术研究所副主任和医学博士，医学博士Jonathan Schneck一起工作，约翰斯·霍普金斯大学医学院的病理学，医学和肿瘤学教授 - 尝试使用胶状聚合物或水凝胶作为T细胞的平台。在水凝胶上，科学家们添加了两种类型的信号，这些信号刺激并“教导”T细胞磨练外来目标以进行破坏。

在他们的实验中，在水凝胶上激活的T细胞比塑料培养皿中保留的T细胞产生的细胞分子(细胞因子，激活标记物)多50%。由于水凝胶可以定制，约翰霍普金斯大学的科学家们创造并测试了一系列水凝胶，从单细胞的非常柔软的感觉到细胞填充淋巴结的更加坚硬的质量。

“令人惊讶的发现之一是T细胞喜欢非常柔软的环境，类似于与单个细胞的相互作用，而不是密集的组织，”Schneck说。与最坚固类型的水凝胶上的T细胞相比，软表面上超过80%的T细胞自身增加。

当约翰霍普金斯大学的研究小组将T细胞置于软水凝胶上时，他们发现T细胞在7天内从几个细胞增加到大约150,000个细胞 - 足以用于癌症治疗。相比之下，当科学家使用其他传统方法来刺激和扩增T细胞时，他们能够在七天内培养出仅20,000个细胞。

在下一组实验中，科学家们将在软水凝胶或塑料培养皿中设计的T细胞注入植入黑色素瘤的小鼠体内，这是一种致命的皮肤癌。在水凝胶上培养的T细胞的小鼠肿瘤大小稳定，一些小鼠存活超过40天。相反，肿瘤在注射了在塑料培养皿中培养的T细胞的大多数小鼠中生长，并且这些小鼠中没有一个存活超过30天。

“当我们完善水凝胶并复制自然环境的基本特征，包括吸引抗癌T细胞和其他信号的化学生长因子时，我们最终将能够设计人工淋巴结，用于基于再生免疫学的治疗，”约翰霍普金斯吉梅尔癌症中心的成员施奈克说。科学家已经提交了他们报告中描述的与水凝胶技术相关的专利。