通过红细胞将刺激免疫的纳米颗粒运送到肺部，可阻止小鼠肿瘤转移

癌细胞通过肺循环到达机体各处是一种主要的癌症转移途径。通过肺泡扩散到红细胞中的分支血管，通过血液循环到达人体各处并寻找合适的“土壤”重新生长。

由于哈佛大学怀斯生物启发工程研究所和约翰·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)的研究人员开发了一项新技术，这种严峻的预后可能很快就会变得严峻。而不是观看肺从转移作为不幸后果原发性肿瘤别处，该球队集中在通过经由红色递送免疫细胞吸引化学物质进入肺癌治疗转移本身血细胞。这种方法不仅阻止了转移性乳腺癌小鼠的肺肿瘤生长，而且还充当了疫苗的角色，并保护了动物免于将来发生癌症复发。

共同第一作者赵宗民博士说：“我们的方法与传统的癌症治疗方法完全相反，后者专注于使免疫系统识别并攻击原发性肿瘤，因为这些肿瘤通常较大且难以穿透免疫细胞。我们认识到肺中血管的高密度可以更好地接触那里的肿瘤，从而提供了通过靶向转移来诱导免疫反应的独特机会。”

EASI解决难题

在保留身体其余部分的同时提供既定目标的疗法是医学的巨大挑战之一。肝脏和脾脏在过滤血液中的异物方面非常有效，这意味着经常需要以高剂量服用药物，这可能会导致有害的脱靶副作用。Wyss核心学院成员Samir Mitragotri的工作重点是克服有效治疗的障碍，他的实验室最近发现，将充满药物的纳米颗粒附着在红细胞上可以使它们逃脱检测并在体内停留足够长的时间以提供有效载荷同时将毒性降至最低。

赵和他的合著者决定使用该技术来查看它们是否可以将刺激免疫系统的化学物质传递给转移性肺肿瘤，而不是化学疗法，后者会损害肺组织。他们选择了一种趋化因子，一种能吸引白细胞的蛋白质，称为CXCL10。

“肺转移从其局部环境中消耗了某些类型的趋化因子，这意味着本应吸引有益白细胞对抗肿瘤的信号已经消失。我们假设在肿瘤部位提供趋化因子信号可以帮助恢复人体的正常免疫反应。并使其能够攻击肿瘤。”共同第一作者Anvay Ukidve博士说，他是Wyss研究所和SEAS的前研究生研究员，现在是制药公司的科学家。

该团队首先优化了他们的纳米颗粒，以确保只有在血细胞紧紧地穿过肺部微小的毛细血管时，它们才会与红细胞宿主分离。他们还用一种抗体修饰了纳米粒子的表面，该抗体附着在肺血管细胞上常见的一种称为ICAM-1的蛋白质上，有助于增加纳米粒子在肺中的保留。然后将这些纳米颗粒填充趋化因子CXCL10，创建了一个名为ImmunoBait的包装。然后将ImmunoBait颗粒附着到小鼠红细胞上，以创建称为红细胞锚定的全身免疫疗法(EASI)的治疗性递送系统，并将其注射入已转移至其肺部的乳腺癌小鼠的血流中。

EASI注射后，ImmunoBait颗粒在动物的肺中停留了长达六个小时，并且大部分分布在转移灶内和转移灶周围。EASI处理可导致长达72小时的CXCL10强烈表达，这表明尽管具有免疫抑制性肿瘤微环境，但递送趋化因子仍会刺激机体开始自行产生。为了准确查明所递送的CXCL10对小鼠的免疫系统有什么影响，研究小组分析了EASI注射前后肺中存在的不同类型的细胞。他们观察到T型辅助1型(Th1)CD4细胞的渗透增加，释放出有助于保持肿瘤控制的促炎性化学物质，以及效应CD8细胞和自然杀伤(NK)细胞，它们直接杀伤T细胞。癌细胞。