ミネソタ大学ツインシティーズ校の工学・医学研究者が主導した画期的な研究により、新しい癌治療法に使用される人工免疫細胞が物理的な障壁を乗り越え、患者自身の免疫システムが腫瘍と闘うことができることが示された。この研究は、将来、世界中の何百万人もの人々のために、癌治療を改善する可能性がある。 本研究は、2021年5月14日にNature Communications のオンライン版に掲載された。
この論文は、「構造的にも機械的にも複雑な腫瘍の微小環境を通じたT細胞の三次元移動強化エンジニアリング（Engineering T Cells to Enhance 3D Migration Through Structurally and Mechanically Complex Tumor Microenvironments）」と題されている。 免疫療法とは、化学薬品や放射線の代わりに、患者の免疫システムが癌と闘うのを助ける癌治療法の一種だ。T細胞は白血球の一種であり、免疫システムにとって重要な役割を果たしている。細胞障害性T細胞は、標的となる侵入者の細胞を探し出して破壊する兵士のようなものだ。血液や血液を作る器官に発生した一部の癌に対しては免疫療法が成功しているが、固形癌ではT細胞の仕事ははるかに困難だ。本研究の上席著者であり、ミネソタ大学理工学部の生物医学工学准教授であるPaolo Provenzano博士は、「腫瘍は一種の障害物コースのようなもので、T細胞は癌細胞に到達するために試練を乗り越えなければならない」「T細胞は腫瘍に侵入するが、うまく動き回ることができず、ガス欠で疲弊する前に必要な場所に行くことができない」と述べている。 この世界初の研究では、T細胞を工学的に設計し、機械的に最適化したり、障壁を乗り越えるのに適した「適合性」を持たせるための工学的設計基準を開発している。これらの免疫細胞が癌細胞を認識してたどり着くことができれば、腫瘍を破壊することができる。繊維質の塊である腫瘍では、腫瘍の硬さのために免疫細胞の動きが約2倍遅くなる--まるで流砂の中を走っているかのように。
ミネソタ大学マソニック癌センターのProvenzano博士は、「今回の研究は、T細胞をより効果的に癌と闘えるように調整するための、構造的およびシグナル伝達的な要素を特定した初めての発表だ」「腫瘍内の "障害物コース "はそれぞれ微妙に異なっているが、いくつかの類似点がある。この免疫細胞を操作したところ、どんな障害物があっても、腫瘍の中を約2倍の速さで移動することが分かった」と述べている。
細胞障害性T細胞を作り出すために、著者らは、高度な遺伝子編集技術を用いてT細胞のDNAを変化させ、腫瘍の障壁を乗り越えられるようにした。最終的な目標は、癌細胞の動きを遅くし、人工的に作られた免疫細胞の動きを速くすることである。研究者らは、さまざまな種類の障壁を乗り越えるのに適した細胞を作ることに取り組んでいる。これらの細胞を混ぜ合わせることで、免疫細胞のグループがさまざまな種類の障壁を乗り越えて癌細胞に到達することを目指している。
Provenzano博士は、次のステップとして、免疫細胞と癌細胞がどのように相互作用するかをより深く理解するために、細胞の機械的特性の研究を続けていくと述べている。研究者らは現在、人工的に作られた免疫細胞をげっ歯類で研究しており、将来的にはヒトでの臨床試験を計画している。
初期の研究は膵臓癌に焦点を当てているが、Provenzano博士によると、開発中の技術は多くの種類の癌に使用できるとのことだ。
Provenzano博士は、「細胞工学の手法を用いて癌と闘うことは、比較的新しい分野だ」「細胞工学のアプローチは、非常に個人的なアプローチを可能にし、幅広い種類の癌に応用できる。我々は、自分自身の体がどのようにして癌と闘うことができるのか、新たな研究分野を開拓していると感じている。これは将来的に大きな影響を与える可能性がある」と述べている。
