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針對腫瘤細胞異質(zhì)性精準篩選等問題，北京航空航天大學(xué)常凌乾 / 董再再，北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院吳楠、首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院陳曦（共同通訊作者）合作報道了一種用于腫瘤細胞進化篩選和電重塑的納米平臺（SEE Platform）。該系統(tǒng)能夠對異質(zhì)性腫瘤樣本中侵襲性細胞亞群進行無創(chuàng)篩選，并且通過獨特的納米孔聚焦電場技術(shù)對細胞進行基因改造，產(chǎn)生具有顯著增強的腫瘤靶向和治療功能的細胞外囊泡（EVs）。這些EVs有效激活了巨噬細胞和T細胞的免疫應(yīng)答，在腫瘤轉(zhuǎn)移的預(yù)防和治療方面展現(xiàn)出顯著效果（圖1）。成果以“A nano-electro-platform enabling evolutionary screening and remodeling of tumor cells for metastasis inhibition”為題，發(fā)表在《Advanced Science》上。論文第一作者為北京航空航天大學(xué)生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院博士研究生劉馮，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京胸科醫(yī)院孫宏博士以及北京大學(xué)腫瘤醫(yī)院劉冰博士。
圖1. SEEPlatform的設(shè)計及抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的原理。
SEE成功實現(xiàn)了對肺癌細胞侵襲性亞群的高效篩選，實驗證實該亞群細胞表現(xiàn)出顯著的遷移和侵襲能力。通過單細胞測序分析，進一步鑒定了高侵襲性細胞的關(guān)鍵基因，這些基因主要參與腫瘤免疫逃逸相關(guān)通路，為闡明腫瘤轉(zhuǎn)移的分子機制提供了重要線索（圖2）。
圖2. SEE平臺篩選的細胞測序分析。
基于上述發(fā)現(xiàn)，研究團隊利用SEE平臺對該類細胞進行了精準的免疫治療分子遞送和基因改造。通過收集改造后細胞分泌的EVs，并充分利用其固有的腫瘤歸巢特性，成功實現(xiàn)了靶向性免疫治療（圖3）。這種創(chuàng)新策略不僅保留了EVs的生物相容性，還顯著提升了其腫瘤靶向和治療效率。
圖3. 進化篩選增強了EV對腫瘤細胞的靶向性。
為了評估SEE-EVs在體內(nèi)抑制腫瘤轉(zhuǎn)移的療效，研究團隊構(gòu)建了CDX和PDX模型對其治療潛力進行了系統(tǒng)性評價?；谂R床實際治療場景，該研究設(shè)計了兩種不同的治療模式：轉(zhuǎn)移預(yù)防模式和轉(zhuǎn)移治療模式。在轉(zhuǎn)移預(yù)防模式中，藥物干預(yù)應(yīng)用于腫瘤切除術(shù)后，旨在消除殘留病灶或循環(huán)腫瘤細胞，從而預(yù)防轉(zhuǎn)移發(fā)生，這一策略主要適用于可手術(shù)切除的腫瘤患者。而在轉(zhuǎn)移治療模式中，藥物直接用于已確診轉(zhuǎn)移性腫瘤患者的治療。結(jié)果顯示，SEE-EVs在體內(nèi)表現(xiàn)出良好的生物相容性和安全性，表明其在藥物遞送方面具有廣泛的適用性。另外，經(jīng)IFN-γ mRNA和PD-L1 siRNA工程化的SEE-EVs，在轉(zhuǎn)移預(yù)防和轉(zhuǎn)移治療中均表現(xiàn)出顯著的治療效果，其優(yōu)異的抗腫瘤性能為腫瘤免疫治療提供了新的策略。
圖4. SEE-EVs用于腫瘤轉(zhuǎn)移特異性治療。
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