zenCELL owl用于過繼性免疫療法相關巨噬細胞一步構建的體外評估
 

過繼性免疫療法（adoptive cell therapy, ACT）是采集自體或異體的免疫效應細胞（如T細胞、巨噬細胞和自然殺傷細胞NK），在體外經工程化改造和擴增等處理后再重新回輸到患者體內，以達到靶向識別并殺死癌細胞的治療方法。現有臨床結果表明，ACT療法在血液瘤治療中表現優秀。然而實體瘤的免疫屏障和極為復雜的腫瘤異質性（空間和時間），單靶點工程改造的ACT療法效果非常有限。考慮到免疫效應細胞的體外工程化改造是ACT療法的關鍵步驟，需要設計兩種或兩種以上類型的細胞靶標，在效應細胞上配備多種功能，增強ACT的療效。由于一個細胞中靶標的空間分布不同，目前的細胞工程技術無法在一步內將這些功能賦予效應細胞，即多功能效應細胞的構建需要整合不同的細胞工程技術，是一個繁瑣的分步過程，極大地增加了療法成本和復雜性，阻礙了其臨床轉化。因此，我們迫切需要一種精細的細胞工程技術，能夠在單個過程中對不同亞細胞水平的多個靶標進行同步工程化改造，以增強針對腫瘤的ACT療效。

 

中山大學附屬第三醫院納米醫學中心生物材料與轉化醫學實驗室，鄭春雄研究團隊受到膜融合這一基本的生物學過程啟發，開發了一種簡單的多路復用細胞工程技術，通過膜融合方式重塑兩個空間異質的細胞靶標，以簡單一步法賦予免疫效應細胞兩種功能。相關研究成果以“Anti–phagocytosis-blocking repolarization-resistant membrane-fusogenic liposome (ARMFUL) for adoptive cell immunotherapy”為題于2023年8月發表在《SCIENCE ADVANCES》雜志上。

已有臨床研究表明，用于腫瘤治療的非工程化M1巨噬細胞，在過繼轉移中受到兩個關鍵因素的阻礙：（i）抗吞噬分子（如CD47）在腫瘤細胞表面過表達，在腫瘤環境中抵抗吞噬作用；（ii）細胞因子（如巨噬細胞集落刺激因子（M-CSF），白細胞介素-4（IL-4）和IL-13），將M1巨噬細胞重新極化為促進腫瘤的M2表型。因此，該文設計了一種抗吞噬阻斷復極化抗性膜梭形脂質體（anti–phagocytosis-blocking repolarization-resistant membrane-fusogenic liposome，ARMGFUL），該脂質體與M1表型的巨噬細胞膜融合，形成 ARMFUL 工程化的 M1 巨噬細胞ARMFUL/M1，既能有效吞噬腫瘤細胞，又能有力地維持腫瘤環境中的抗腫瘤M1表型。ARMFUL/M1將抗CD47（aCD47）修飾的脂質殼插入細胞表面，同時將M-CSF受體抑制劑BLZ945遞送到細胞質中。表面偶聯的aCD47通過阻斷腫瘤細胞的CD47來增強巨噬細胞對腫瘤的吞噬作用，位于細胞質的BLZ945通過滅活細胞內M2極化信號通路，促使其在免疫抑制微環境中對M2表型產生極化抵抗力。

本研究中，德國innoME公司的zenCELL owl活細胞動態成像及分析系統，用來監測M1巨噬細胞與癌細胞共培養時對癌細胞的吞噬動態過程，并提供相應的圖片、視頻和數據，對工程化改造的巨噬細胞ARMFUL/M1的吞噬能力進行體外評估。如視頻1和2所示，在共培養體系中，巨噬細胞（圓形）識別、追逐和啃噬單個癌細胞（梭形）。ARMFUL/M1組的吞噬細胞簇（巨噬細胞攻擊單個癌細胞）數量明顯高于其他組（視頻1），吞噬細胞簇的數量在10小時處達到峰值（圖1右圖）。這些評估結果表明，ARMFUL/M1對癌細胞的吞噬能力明顯增強，比非工程化巨噬細胞強數倍。

本文提出的膜融合介導的細胞工程技術，使用ARMFUL同步設計具有多種功能的M1表型巨噬細胞，步驟簡單，利于臨床轉化，并有望與CAR細胞療法相結合，以實現更廣泛的生物醫學應用。另外，ARMFUL還可以與多種工程試劑組合以構建具有多種功能的過繼效應細胞，為定制細胞行為和功能提供通用平臺。

德國innoME公司自主研發和生產的zenCELL owl活細胞動態成像及分析系統，基于非標記、非侵入方法，原位記錄細胞實時生長和定量的分析數據。zenCELL owl體積小巧，耐溫耐濕，可在細胞培養箱內長時間連續工作；通過24個顯微成像鏡頭，對24個視野進行連續的動態監測和圖像獲取。zenCELL owl為用戶提供高質量的圖像、視頻、統計學曲線和定量數據，實現細胞增殖／增殖抑制、細胞培養質控／培養優化、遷移／侵襲等諸多活細胞動態過程的監測。
 
環亞生物，生命科學產品全國性代理商，不斷把國外頂級的創新產品引入中國。環亞生物具備完善的公司運營、產品管理、營銷、售前技術支持和售后維修體系。環亞生物作為zenCELL owl大中華區獨家代理商，負責zenCELL owl產品大中華區的營銷和售后支持。

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https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adh2413


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