利用肿瘤微环境对癌症疗法

这是一个多世纪以来佩吉特首次提出“土壤和种子”假说在癌症、提供证据表明,肿瘤周围的环境是肿瘤本身一样重要。¹

因为这里程碑,对肿瘤微环境的兴趣(时差)跌宕起伏。但在在2006年具有里程碑意义的研究表明,免疫细胞、肿瘤细胞,是一个更好的预测大肠癌的预后,²在这一领域的研究已经形成势头和现在研究的焦点。

建模的微环境

为了更好地理解许多细胞的影响球员组成一个肿瘤,几个实验室正在开发方法图像或模型的时间,确定新的药物靶点,或临床前药物开发的工具。

弗吉尼亚大学癌症中心的Dan Gioeli博士,与当地的一家生物科技公司工作HemoShear疗法,创建三维模型,模拟胰的微环境和非小细胞肺癌。模型旨在复制一个真正的肿瘤的复杂的性质和行为,通过融合不同的细胞中发现,如血管内皮细胞暴露于血液流动的巨大的剪切力。

“这个模型包含肿瘤血流动力学和生物运输,其他肿瘤模型没有,“Gioeli说。“这使我们能够了解肿瘤的内部运作系统地识别和测试治疗癌症的新方法。”

建模转移

在另一个方法中,安德鲁·王博士和洛拉里德博士来自北卡罗莱纳大学的Lineberger综合癌症中心合作工程师癌症转移的模型反映了微环境,促进他们的成长。³他们产生的脱细胞组织,称为biomatrix,来自老鼠的肝或肺组织,外套培养皿。然后他们利用培养皿肠癌细胞生长,这些优先转移至靶器官。

他们的模型构建直接在佩吉特最初的理论,旨在帮助科学家理解为什么癌症会扩散到特定的器官,而不是别人。“这是假设是由两个“种子和土壤”——的癌细胞有特定器官,驱动他们和土壤必须适合他们成长,”王祈神保佑。“我们的模型可以帮助我们更好地了解土壤的条件,促进癌症转移。”

一个最近的方法发表在《生物制造使用渗透水凝胶开发3 d模型的肺肿瘤在体外。这项工作揭示小说的见解epithelial-to-mesenchymal过渡的过程——转移的必不可少的一步。⁴

然而,这些复杂的模型可能只是一开始的几个其他团队研究人员快速追求整个肿瘤的3 d地图。

在国家物理实验室在伦敦,约瑟芬群教授领导一个团队开发肿瘤代谢的地图通过先进的多尺度的质谱分析方法。剑桥大学的教授Greg Hannon利用虚拟现实的力量创建一个交互式、interrogatable乳房肿瘤的地图。两队回答英国癌症研究的2015年大挑战资金调用创建一个3 d地图的肿瘤。

针对肿瘤免疫环境

增加的理解这样的时间从模型对开发新的癌症治疗至关重要。尤其是当涉及到理解周围肿瘤的免疫细胞的重要性。

玛丽亚卡斯特罗神经外科和细胞和发育生物学教授密歇根大学医学院正在测试一种新的治疗方法旨在刺激脑部肿瘤的免疫微环境。这是看相对未开发的神经免疫学领域的顶峰在过去的几年里,她说。

“有一个著名的集团牛津为首教授休•佩里谁做了开拓性工作对免疫系统状态在大脑中,而另一个团队由神经病理学家在维也纳汉斯教授莱斯曼专业多发性硬化症,”她回忆道。“我们研究他们的出版物和与他们说话,和当时的共识是,由于缺乏可以启动免疫反应的细胞在大脑内,是不可能引起有效的免疫反应对脑癌。”

针对肿瘤微环境:一个双管齐下的方法

这使卡斯特罗思考方式招募这些细胞进入大脑,大约在同一时间,一个细胞因子,FMS-like酪氨酸激酶3配体(FLT3L)发现可以做到这一点。“我们认为,如果我们能得到这个细胞因子进入大脑,它可能奏效。”

她结合团队的专业知识在基因治疗和免疫治疗的最新进展,而结果是一个双管齐下的治疗方法,使用两个重组运载体,一个编码一个条件细胞毒性基因杀死积极将肿瘤细胞和其他编码FLT3L吸引免疫抗原呈递细胞的细胞因子。

“两个向量的组合使我们引起收缩大肿瘤的质量,并产生免疫记忆”,她说。“这意味着一旦原发肿瘤缩小和消失,如果肿瘤返回,免疫细胞已经准备杀了它”^5.6

治疗正在进行第一阶段试验在优质神经胶质瘤,如果安全是成功了,那么他们将打开试验低品位脑部肿瘤也有更好的预后和小儿脑瘤病人。

利用肿瘤微环境来改善现有的治疗方法

在过去的几十年里,一个关键的时间研究一直关注使用抗血管生成药物阻断肿瘤的血液供应。虽然这些可能没有显示的承诺延长癌症生存,许多人希望他们是有深远的好处对于一些患者提高生活质量,卡斯特罗说。

“在脑部肿瘤血管变得非常漏水的,和你有很多的肿胀会导致严重的副作用,”她解释说。“有病人必须停止开车,自己还不会穿衣服然后你给他们一个抗血管生成药物,它可实现血管突然大脑功能恢复正常。因此,在允许这些病人产生重大影响剩余时间过一种更加正常的生活。”

开心的也可能是改进现有治疗治疗的关键。美国冷泉港实验室的助理教授Mikala Egeblad和她的团队使用实时成像显示肿瘤的老鼠的选择性抑制基质金属蛋白酶(MMPs)和CCR2趋化因子使小鼠乳腺肿瘤更适应药物,阿霉素。这表明有可能工程师常见癌症的时间显著提高响应现有化疗药物“经典”。⁷

从地图模型和调节免疫微环境,很明显,微环境的研究是获得动力。癌症治疗的下一代将不仅考虑到时差,但有可能涉及组合方法目标肿瘤及其周围的支持网络。

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