癌癥治療新方法:利用微流控技術實現低成本精準基因傳遞
如果可以通過重建患者的細胞以實現更好地靶向治療或摧毀患者自身的腫瘤細胞以治愈癌癥,那將多么高效。隨著強大的新型細胞工程技術的出現,這將不再是科幻小說中的設想。
過去幾年內,這些技術推動了革命性工程化細胞療法的發展以進行癌癥治療,如用于白血病和淋巴瘤的CAR-T細胞免疫療法。它們也有助于開發針對罕見遺傳性疾病的治療方法,例如用于“氣泡男孩癥”和地中海貧血的HSC基因療法。全世界的研究人員都在如火如荼地開發類似療法,用于大多數其他致命和衰弱疾病的治療。
但是有一個問題,這些所謂的“救命藥”價格從幾百美元到近200萬美元不等,目前尚不清楚所有患者是否能夠充分吸收這些藥物。
現在,事情出現了分水嶺,據麥姆斯咨詢報道,來自加州大學河濱分校(University of California, Riverside)的工程師與希望之城國家醫療中心(City of Hope National Medical Center)的研究人員共同合作,開發了一款能夠以較低成本大規模生產工程細胞的裝置,有望成為這些“救命藥”的轉折點。
發表在《納米快報》(Nano Letters)上的一篇論文顯示,由來自Marlan和Rosemary Bourns工程學院機械工程系副教授Masaru Rao帶領的研究團隊,介紹了一種新穎的微流控裝置技術,能夠解決工程化細胞療法中成本最昂貴的步驟之一,即基因傳遞。
作者將該技術稱為確定性機械操作(deterministic mechanoporation,以下簡稱DMP),憑借流體流動將細胞群中的每個細胞拉到微針上。然后,流體逆向流動從微針中釋放出細胞,從而在每個細胞內留下單個且精準定位的孔,用于基因傳遞。
Basilard BioTech的SoloPore技術與病毒傳遞相比
Basilard BioTech的SoloPore技術與病毒傳遞相比
Rao表示,“與現有基因傳遞技術相比,這種簡單且精細的納米機械穿孔方式具有明顯優勢。例如,由于病毒載體在當前細胞療法的總體制造成本中占很大比例,因此通過使用DMP技術消除病毒載體可顯著降低成本。”
DMP技術獨特的單點穿孔機制是關鍵,因為它可以最大程度減少對細胞的損害,同時為引入基因提供明確的路徑。該技術為實現高傳送效率和細胞活性提供了機會,其他非病毒傳遞技術則難以實現,如電穿孔技術。
Rao繼續說道,“事實上,我們在論文中展示了DMP技術如何工程化人類原代T細胞,與CAR-T療法中使用的細胞種類相同,其效率比最先進的電穿孔工具還高出4倍以上。”
DMP技術已獲得加州大學河濱分校的專利權,并于近期授權給一家新成立的初創公司——Basilard BioTech使用,該公司是Rao從其實驗室獨立出來創辦的。該公司正在尋求開發該技術,并將其冠名為SoloPore,作為一種突破性的全新解決方案,專門用于工程化體外細胞和癌癥基因療法,以及更廣泛的遺傳疾病和變性疾病。
論文鏈接:
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.9b03175
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