Australiska forskare har framgångsrikt hittat ett sätt att injicera nyttigt genetiskt material i vita blodkroppar i ett världsförsta genombrott som avsevärt kan förbättra behandlingsalternativen för vissa typer av blodcancer.
Ett tvärvetenskapligt team under ledning av ARC Future Fellow Dr. Roey Elnathan, från Deakin University's School of Medicine, och ARC-pristagaren Professor Nicolas Voelcker, från Monash Universitys Institute of Pharmaceutical Sciences (MIPS), har utnyttjat kraften hos nanoinjektionsteknik för att förbättra resultaten i en av världens nyaste former av cancerimmunterapier, CAR-T-cellterapi.
Forskarna har publicerat sina preliminära resultat i två tidskrifter, Advanced Materials och Material Today .
CAR-T-cellsterapi innebär att man tar en cancerpatients vita blodkroppar (eller T-celler) och genmanipulerar dem innan de infunderas tillbaka i patienten för att attackera cancercellerna. På grund av antalet inblandade steg är processen långsam och dyr och kostar för närvarande mer än 500 000 USD per patient.
Med hjälp av små (nano)nålar 100 000 gånger mindre än bredden på ett mänskligt hårstrå har forskargruppen hittat ett sätt att eliminera inaktiva virala vektorer för genetisk kodning av T-cellerna. Virala vektorer används vanligtvis för att leverera genetiskt material till celler men resulterar i kostsamma behandlingsförseningar i nuvarande CAR-T-celltillverkning.
Dr. Elnathan sa att det fanns ett akut behov av en skalbar, prisvärd, strömlinjeformad CAR-T-celltillverkningsprocess som inte förlitade sig på virala vektorer.
"Vi använder nanoteknik för att möjliggöra riktad leverans av avancerad icke-viral terapi till primära humana immunceller, som är notoriskt svåra att transfektera," sa Dr. Elnathan.
"Vi har redan visat att vår nanoinjektionsplattform kan omkonstruera celler som gynnar patienter in vitro (i cellodling). Vi behöver nu testa denna teknik på klinisk nivå."
Professor Voelcker sa att forskningen lovar att förändra affärsmodellen för CAR-T-cellterapi – från boutique till allmänt överkomlig och den globala marknaden för lågkostnadsteknologi skulle bli betydande.
"Den icke-virala processen skulle minska komplexiteten och eliminera säkerhetsproblemen förknippade med virala vektorer. Och nanotekniken har potential att genomföras helt inom sjukhuset", sa professor Voelcker.
Deakin- och Monash-universitetet samarbetar med ULVAC Inc. i Japan för att skala upp tillverkningen av nano-injektionen, vilket kommer att vara avgörande för att skala den nya tekniken.
Forskargruppen, inklusive Dr. Crystal Chen och Ph.D. student Ali-Resa Shokouhi från Monash University, benchmarkar nu effektiviteten i prekliniska studier. ARC Training Center for Cell and Tissue Engineering Technologies stödjer forskare inom området nanoteknik för framväxande cancerimmunterapier.
Forskare räknar med att det kommer att ta flera år att testa tekniken i kliniska miljöer innan den blir tillgänglig som godkänd behandling.
Mer information: Ali‐Reza Shokouhi et al, Engineering Efficient Car‐T Cells via Electroactive Nanoinjection, Avancerade material (2023). DOI:10.1002/adma.202304122
Yaping Chen et al, Effektiv icke-viral CAR-T-cellgenerering via kisel-nanorör-medierad transfektion, Materials Today (2023). DOI:10.1016/j.mattod.2023.02.009
Journalinformation: Avancerat material , Material idag
Tillhandahålls av Deakin University
