来自康考迪亚大学生物学与物理学系的研究团队提出了一种新颖的癌症肿瘤治疗方法，该方法利用超声引导的微泡技术，这项技术在医学成像和药物递送中已有广泛应用。研究者们在《免疫学前沿》期刊上发表了相关研究成果，阐述了如何利用超声波改变癌症免疫细胞T细胞的行为，从而增强其细胞膜的通透性。研究表明，这一过程能够影响多达90种细胞因子的释放，这些细胞因子是免疫反应中的重要信号分子。
研究团队将超声波聚焦束与临床批准的对比剂微泡一起应用于新鲜分离的人类免疫细胞。当超声波作用于微泡时，微泡以极高的频率震动，推动T细胞膜产生“拉锯”效应，这种效应模仿了T细胞自然对抗原的反应。结果，T细胞开始分泌本应受到肿瘤微环境限制的关键信号分子。
研究团队指出，这种技术并不会损伤免疫细胞本身，而是通过非侵入性的方式帮助T细胞重新激活，恢复其正常的免疫功能。“我们将超声波与微泡结合，帮助调节大脑免疫学，并与癌症免疫治疗这一新兴领域相结合，后者是利用我们自身的免疫细胞来对抗癌症。”论文的指导作者、康考迪亚大学生物学与物理学副教授Brandon Helfield表示。
挑战肿瘤对免疫反应的抑制
该研究直接面对了肿瘤对人体免疫系统天然应答的挑战：肿瘤通过改变T细胞的功能，抑制它们产生细胞因子及其他重要蛋白质。一旦免疫细胞进入肿瘤环境，它们便会受到肿瘤的抑制，无法发挥应有的作用。
“微泡能够重新激活肿瘤内部已经被关闭的T细胞，”论文的首席作者、博士生Ana Baez表示。“这一过程将帮助免疫细胞释放促进免疫反应的蛋白质，进而推动更多免疫和血液细胞的生成，形成良性反馈机制。”
研究结果与未来展望
实验结果表明，细胞因子的分泌在时间上具有依赖性。经过48小时的观察，细胞因子的数量较未经处理的细胞增加了0.1至3.6倍。此外，研究者发现，超声波作用使细胞膜变得更加通透时，细胞因子的分泌量普遍有所下降。
尽管该研究目前只在实验室环境下进行验证，研究人员期望这一研究能够加深对免疫系统如何对抗癌症的不同机制的理解。同时，他们认为这项研究能够为现有的癌症治疗方法和细胞治疗提供新的补充和改进。
“我们目前已经在临床上使用微泡作为影像引导工具，”Helfield教授说，“未来，我们可以通过调节超声波束的方式，将影像引导和治疗序列结合起来，精准激活特定的T细胞，从而实现局部治疗。”
“我们还可以将靶向肿瘤的抗癌药物纳入治疗过程，”Baez补充道。“这一技术完全非侵入性，因此我们可以根据需要多次重复使用。”
该研究由Davindra Singh、Stephanie He、Mehri Hajiaghayi、Fatemeh Gholizadeh和Peter Darlington等人共同参与。
参考文献：Ana Baez et al, Immunomodulation of human T cells by microbubble-mediated focused ultrasound, Frontiers in Immunology (2024). DOI: 10.3389/fimmu.2024.1486744
编辑：王洪
排版：李丽
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