UCLA-forskare har utvecklat en ny behandlingsmetod som använder en liten nanokapsel för att stärka immunsvaret, vilket gör det lättare för immunsystemet att bekämpa och döda solida tumörer.
Utredarna hittade tillvägagångssättet, som beskrivs i tidskriften Science Translational Medicine, ökat antalet och aktiviteten hos immunceller som angriper cancern, vilket gör att cancerimmunterapier fungerar bättre.
"Cancerimmunterapi har omskapat cancerbehandlingens landskap", säger senior författare till studien Jing Wen, biträdande adjungerad professor i mikrobiologi, immunologi och molekylär genetik vid David Geffen School of Medicine vid UCLA och en forskare vid UCLA Jonsson Comprehensive Cancer Center.
"Men inte alla patienter med solida tumörer svarar bra på immunterapi, och orsaken verkar vara relaterad till hur cancercellerna påverkar sin omgivning."
Cancerceller producerar mycket laktat, förklarade Wen, vilket skapar en miljö runt den solida tumören som gör det svårt för immunsystemet att arbeta effektivt mot cancern.
Även om det har gjorts försök att minska nivåerna av laktat med olika läkemedelshämmare, tenderar dessa metoder också att störa metabolismen av friska celler, vilket kan orsaka allvarliga biverkningar.
För att hitta ett sätt att lindra immundysfunktion runt tumören utan att skada friska celler, försökte Wen och teamet skapa ett verktyg för att leverera läkemedelshämmare direkt, för att bryta ner laktat runt och i solida tumörer.
För att uppnå det målet utvecklade teamet en behandling som kapslade in ett enzym som kallas laktatoxidas i en liten nanokapsel som minskar laktatnivåerna och frigör väteperoxid i tumören.
Minskade nivåer av laktat är fördelaktiga för att släppa dämpningen av immunsvaret, medan ökade nivåer av väteperoxid, ett ämne som vanligtvis produceras när du blir skadad, hjälper till att rekrytera och aktivera immunceller i tumörerna.
"När laktat reduceras och väteperoxid frigörs gör det det lättare för immunsystemet att arbeta mot cancern", säger Zheng Cao, första författare till studien och doktorand vid UCLA Samueli School of Engineering vid avdelningen för kemiska och biomolekylära ämnen. ingenjör.
För att undersöka effekten av nanokapslar med laktatoxidasenzymet testade teamet metoden på möss med melanom och trippelnegativ bröstcancer och utförde tumörtillväxtmätning, överlevnadskurvaanalys, RNA-sekvensering och immuncellspopulationsanalys. Teamet fann att minskning av laktat och produktion av väteperoxid uppmuntrade immunceller att komma in i tumören, vilket ökade antalet och aktiviteten hos immunceller som angriper cancern med två till fem gånger.
"Vi fann laktatoxidas nanokapslar hjälpte till att förhindra immunförsvaret från att försvagas och övervinna immunundertrycket som orsakas av tumören," sa Cao. "Dessutom förbättrade detta dubbelverkande tillvägagångssätt framgången för en specifik typ av cancerimmunterapibehandling som kallas immunkontrollpunktsblockad och vi tror att det kan vara en effektiv strategi för att göra cancerimmunterapi mer effektiv."
Forskarna kommer ytterligare att utforska effekten av laktatoxidat nanokapslar på att förbättra den terapeutiska effektiviteten av chimär antigenreceptor (CAR) T-cellsterapi för solida tumörer. CAR T-cellsterapi är en typ av cellulär immunterapi utformad för att modifiera T-celler, så att de kan känna igen och attackera cancer.
Tillsammans med Wen är studiens seniorförfattare Jimin Guo, en före detta postdoktor vid avdelningen för mikrobiologi, immunologi och molekylär genetik; och Yunfeng Lu, professor emeritus i kemisk och biomolekylär teknik vid UCLA engineering.
Mer information: Zheng Cao et al, Lactate Oxidase Nanocapsules Boost T-cellsimmunitet och effektivitet av cancerimmunterapi, Science Translational Medicine (2023). DOI:10.1126/scitranslmed.add2712. www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.add2712
Journalinformation: Science Translational Medicine
Tillhandahålls av University of California, Los Angeles
