文献速递 | 华子春课题组开发双工程巨噬细胞-微生物包裹疗法用于抗肿瘤免疫治疗

作者 yh1698343441 时间 2024年11月13日

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研究亮点

1.基因工程改造巨噬细胞以在其外膜表面产生RGD肽（R-GEM细胞）。RGD肽可以与在肿瘤细胞表面高度表达的αvβ3整合素结合，增强R-GEM细胞的瘤内富集。

抗肿瘤细菌减毒的鼠伤寒沙门氏菌VNP20009（VNP）被包裹在这些巨噬细胞中，导致R-GEM/VNP细胞的形成。此外利用基因工程改造VNP得到分泌FNγ菌株。最终得到了R-GEM/VNP-IFNγ细胞。

2.细胞内的细菌可以存活较长的时间并实现延迟释放。它们通过巨噬细胞趋化性和RGD介导的粘附有效地集中在肺转移瘤内。释放的VNP-IFNγ菌株通过增强抗肿瘤免疫反应来抑制肿瘤进展。

转移的特征是癌细胞在远离其起源的器官中增殖，是癌症的致死原因所在，近90%的癌症相关死亡主要是由于转移而不是原发性肿瘤导致。肺通常是源自胸外癌（包括乳腺癌、结肠癌和黑色素瘤）转移的部位。

在休眠期，转移的肿瘤细胞不会产生可见的病变或表现出明显的临床症状，由于转移的隐蔽进展，诊断时会出现大量肿瘤。此外，肺部独特的生理条件阻碍了药物的滞留和给药后的及时性，使治疗方法更为复杂。

免疫抑制微环境加剧了这一困难，凸显了开发针对肺转移瘤的精确和持久治疗策略的迫切性。

图1R-GEM细胞（病毒改造实现细胞外膜表达RGD蛋白）可强效粘附肿瘤细胞

精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)肽通过慢病毒方法在巨噬细胞系膜上稳定表达。RGD可与肿瘤细胞表面高表达的整合素αv及其异二聚体的特异性结合。

在筛选的细胞中证实了RGD成功定位在细胞膜上，这种RGD修饰的基因工程巨噬细胞被命名为R-GEM。

图2R-GEM细胞有效富集于肿瘤肺部转移灶

关键趋化因子受体CCR2在R-GEM细胞中仍然高表达。Transwell试验与动态成像证明了R-GEM细胞的趋化能力。

将DiR标记的R-GEM细胞通过尾静脉注射到患有4T1肿瘤细胞转移的小鼠体内。与B-GEM（空载对照细胞）细胞相比，R-GEM细胞在肿瘤转移灶中的富集显著提高

图3双工程巨噬细胞-微生物包裹系统的制备

R-GEM/VNP细胞在趋化因子CCL2的作用下表现出有效的趋化运动能力，其表现出优越的VNP菌株肿瘤富集效应，

而简单将R-GEM细胞与VNP菌株混合（R-GEM+VNP组）并没有实现与R-GEM/VNP组类似的细菌肿瘤富集增强。

图4双工程巨噬细胞-微生物包裹系统高效靶向肺部肿瘤

为了增强这种新型细胞疗法的抗癌功效，基于野生型VNP菌株设计了一种工程菌株VNP-IFNγ，以产生IFNγ。

随后制备获得R-GEM/VNP-IFNγ细胞。在三种小鼠模型（乳腺癌、黑色素瘤和结肠直肠癌）中，R-GEM/VNP-IFNγ细胞疗法均可有效阻止肺转移性肿瘤进展。

图5双工程巨噬细胞-微生物包裹系统实现高效的抗癌治疗（乳腺癌肺转移）

图6双工程巨噬细胞-微生物包裹系统实现高效的抗癌治疗（黑色素瘤/结直肠癌肺转移）

小结

该研究开发了双工程巨噬细胞-微生物封装（Du-EMME）创新抗癌疗法，其中膜修饰工程巨噬细胞与活微生物试剂协同作用，用于转移瘤的靶向和持久治疗。具体来说，通过慢病毒感染产生巨噬细胞（R-GEM细胞），在其外膜表面上产生RGD肽。

RGD肽可以与αvβ3整合素结合，αvβ3整合素在肿瘤细胞表面高度表达，增强R-GEM细胞的瘤内富集。抗肿瘤细菌减毒鼠伤寒沙门氏菌VNP20009（VNP）被封装在这些巨噬细胞中，形成R-GEM/VNP细胞。细胞内的细菌可以存活较长时间并实现延迟释放。

此外，制备了含有干扰素γ表达VNP菌株（VNP-IFNγ）的工程化R-GEM/VNP-IFNγ细胞，其能够通过巨噬细胞趋化性和RGD介导的粘附有效地聚集在肺转移瘤内。释放的VNP-IFNγ菌株通过增强抗肿瘤免疫反应来抑制肿瘤进展。与直接注射细菌相比，

该方法利用R-GEM介导的伪装和肿瘤靶向递送，显著提高了瘤内的菌株浓度及其生物相容性，从而扩大了传统微生物免疫疗法的治疗窗口。

机理图：双工程巨噬细胞-微生物封装（Du-EMME）工作机理示意图

文献来源链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202406140