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设计师益生菌治疗的癌症免疫治疗

哥伦比亚生物医学工程师已经设计了一种新的益生菌菌株,其单次剂量后可以找出实体瘤和安全地递送免疫检查点抑制剂,导致处理和未处理的癌病灶的肿瘤消退。

2020年2月12日|由冬青埃瓦茨|图片来源:吹笛treuting /华盛顿大学

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冬青埃瓦茨,战略沟通与媒体关系总监
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有关研究

这项研究的题目是 “工程益生菌肿瘤局部交付检查站封锁纳米抗体的。”
 
作者是:康迪斯河gurbatri 1,伊万娜LIA 1,罗莎文森特1,考特焦化1,塞缪尔卡斯特罗1,荜米。 treuting 2,泰勒即hinchliffe 1,尼古拉斯arpaia 3,4,TAL达尼诺1,4,5。
1生物医学工程系,哥伦比亚工程
2部门比较医学,华盛顿大学,西雅图
3 Department of Microbiology & Immunology, Vagelos College of
医生和188体育平台的外科医生
4赫伯特欧文综合癌症中心,美国188体育平台
5个数据科学研究所,188体育平台

免疫组织化学在结肠直肠肿瘤组织的T细胞群的染色。

纽约,纽约,2020年2月12日,研究人员 哥伦比亚工程 有工程益生菌肿瘤内安全提供免疫疗法。这其中就包括对两种成熟的治疗靶点-PD-L1和CTLA-4的纳米抗体。药物不断被细菌释放,并继续只是一个剂量后攻击肿瘤,促进免疫反应,最终导致肿瘤消退。多功能益生菌平台还可以用于同时递送多种免疫治疗,从而实现了有效的治疗组合在肿瘤内的释放对于像结肠直肠癌更难以治疗的癌症。该 研究 今天发表在 科学转化医学.

靶向免疫检查点,PD-L1和CTLA-4抗体已经彻底改变了癌症免疫疗法的治疗,实现癌症的一个子集的成功。然而,这些抗体的全身给药也可引起大量的副作用的患者报告的不良反应高比例。此外,尽管这些疗法的组合比单个治疗方案更有效,它们也产生严重的毒性反应,有时导致停药。球队为首 TAL达尼诺,助理教授 生物医学工程,旨在解决这些挑战。

“我们希望能够工程师提供局部免疫疗法的检查点,以尽量减少副作用的安全益生菌车,说:”达尼诺,谁也的一员 赫伯特欧文综合癌症中心数据科学研究所。 “我们也希望通过生产一系列免疫治疗组合,包括可能进一步引导学生抗肿瘤免疫细胞因子,拓宽了系统的通用性,但在其他方面困难的,因为毒性问题全身递送。”

细菌,癌症疗法是不是一个新的想法:在19世纪90年代,威廉·科利,纽约市的外科医生,证实了注射链球菌活生物体到癌症患者可以缩小肿瘤。而他的方法决不会被广泛采用,因为放疗发现大约在同一时间,抗生素尚未得到广泛应用,医生已经用结核疫苗,卡介苗,为膀胱癌治疗了几十年。

达尼诺实验室 率先用于癌症治疗的工程菌,显影方法细菌,治疗剂,和遗传控制电路的不同菌株表征有效地释放治疗癌症的药物。在这个最新的研究中,通过博士生康迪斯gurbatri的带领下,他们试图设计一种平移的治疗平台 在先前的裂解电路改善。使用计算机建模,他们首先扫描多个参数以找到最佳的电路变体与肿瘤内的最大化的药物释放。这导致了电路的集成到一种广泛使用的益生菌的基因组应变大肠杆菌Nissle的1917-导致他们称之为“SLIC”,或同步裂解集成电路的菌株。这种SLIC益生菌菌株是天然能够发现和在体内肿瘤内生长的,但该电路的基因组整合保证了系统的更大的稳定性和治疗释放的更高的水平。

“我们已经证明,工程菌保持功能,肿瘤内局部的细菌在小鼠用药后生长至少两周,防止细菌从影响健康的组织,说:” gurbatri。在小鼠模型中测试进一步表明,不像电路的以前的迭代,SLIC能够单剂量后清除肿瘤,增加其翻译的潜力。因为该电路被整合到基因组中,平台的稳定性大大增加,从而否定了细菌的多次注射的需要。

研究小组用这种益生菌输送系统释放纳米抗体在淋巴瘤和结肠癌的小鼠模型阻止肿瘤内PD-L1和CTLA-4。它已经知道肿瘤表达这些检查站阻止免疫系统,特别是T细胞,正常工作。阻断PD-L1和CTLA-4的目标是消除了“刹车”,并启用T细胞攻击癌症。一个直接比较对同一目标临床相关抗体表明,他们的益生菌疗法更有效,从而导致肿瘤完全消退和预防转移形成淋巴瘤的早期和晚期阶段的小鼠模型。

利用该系统的多功能性,研究人员试图治疗更加困难的癌症,如结肠直肠癌,已不太敏感传统的免疫疗法。在这个附加的模型,它们配对的免疫检查点纳米抗体与细胞因子,进一步刺激免疫系统。此益生菌鸡尾酒的单剂量导致了肿瘤消退没有观察到副作用。

说gurbatri,“我们发现,免疫疗法的三重组合可以有效减少癌症通常是免疫反应不足肿瘤生长。我们已经证明,我们在不断的本地化药物释放和细菌人口的间隙益生菌治疗效果的一个剂量,一旦肿瘤已清除。这些元素可以在临床环境,其中病人希望和需要的微创和自我维持疗法特别有益。”

生物医学工程师同事密切合作,其中包括助理教授尼古拉斯arpaia,在微生物学和免疫学部门 188体育平台欧文医疗中心。球队目前在癌症基因修饰的小鼠模型进行了改造益生菌的进一步安全性和毒理学研究。他们还与医生对自己工作的翻译方面的合作,并还创办了一家公司, gencirq INC。,他们的前途的技术转化为患者。

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哥伦比亚工程
哥伦比亚工程,总部设在纽约,是美国顶级的工程学院之一并在全国最古老的一个。也被称为工程和应用科学的华富基金学校,学校通过其超过220教员的开创性研究扩展知识和先进的技术,而在协作环境教育的本科生和研究生,成为领导者在一个坚实的基础通知工程。学校的教师是在大学的跨学科研究中心,促进数据科学研究所,地球研究所,祖克曼头脑脑行为研究所,精密医学主动性和哥伦比亚纳米主动权。它的战略眼光,遵循“哥伦比亚188体育在线-188体育平台”的办学宗旨,以创意转化为创新,培育可持续的,健康的,安全的连接,并创造性的人性。