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來自MIT的研究人員開發(fā)了一個(gè)合成基因電路,，當(dāng)它們發(fā)現(xiàn)疾病的跡象時(shí),，能夠觸發(fā)身體的免疫系統(tǒng)攻擊癌癥。這個(gè)電路,，在發(fā)現(xiàn)兩個(gè)特定的癌癥標(biāo)記時(shí),，能夠激活治療應(yīng)答，研究發(fā)表在zui近的《Cell》雜志上,。

免疫療法已經(jīng)被認(rèn)定具有抗擊大范圍癌癥的潛力,。在數(shù)個(gè)近期的臨床試驗(yàn)中，這種方法已經(jīng)被成功論證,，根據(jù)MIT生物工程,、電氣工程以及計(jì)算機(jī)科學(xué)助理教授Timonthy Lu表示。

Timonthy Lu

“有很多臨床數(shù)據(jù)近期表明,，如果你可以通過一種正確的方式刺激免疫系統(tǒng)可以使得它能夠識(shí)別癌癥,，”Lu說，他是麻省理工學(xué)院電子產(chǎn)品研究實(shí)驗(yàn)室合成生物學(xué)小組的負(fù)責(zé)人,。“其中一些好的例子就是被稱為檢查點(diǎn)抑制劑的,，癌癥可以阻止T細(xì)胞殺死它們。現(xiàn)在有一些抗體開發(fā)用來阻斷這些抑制信號(hào),，允許免疫系統(tǒng)攻擊癌癥,。”

盡管取得了這樣的成功，免疫療法依然受限于腫瘤特異性抗原的缺乏,，這些抗原可以觸發(fā)免疫系統(tǒng)對(duì)特定的癌癥有所應(yīng)答,。一些療法進(jìn)行全身系統(tǒng)性治療的時(shí)候所表現(xiàn)出來的毒性也是一個(gè)障礙。

而且,，治療并不是在所有案例中都會(huì)成功,。實(shí)際上，即使在一些非常成功的試驗(yàn)中,，也只有30%-40%的患者會(huì)對(duì)治療有所應(yīng)答,，Lu表示。

有鑒于此,，現(xiàn)在科學(xué)家們正在推動(dòng)開發(fā)聯(lián)合療法,，幾種不同但是互補(bǔ)的療法結(jié)合起來共同提升免疫應(yīng)答。因此，例如,，如果一種類型的免疫療法用來敲除一個(gè)癌癥產(chǎn)生的抑制信號(hào),，腫瘤通過上調(diào)第二信號(hào)來響應(yīng)，而其他的療法則可以靶向這個(gè)信號(hào),，Lu指出,。

“我們的信念是需要開發(fā)一種更具有特異性、靶向性的免疫療法,，能夠在腫瘤的病灶處起效,，而不是在整個(gè)身體系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行治療，”他說,，“第二,，我們想要從一個(gè)包中可以產(chǎn)生多種免疫療法，因而可以從多重渠道刺激免疫系統(tǒng),。”

為了達(dá)到這一目的,，Lu和MIT博士后Lior Nissim 和 Ming-Ru Wu組成的團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一個(gè)用DNA設(shè)計(jì)編碼的基因電路，用于區(qū)分癌細(xì)胞和非癌細(xì)胞,。

基因電路可以定制對(duì)不同的腫瘤應(yīng)答,，是基于電子學(xué)中使用的簡單的與門（AND gate）。這些與門只在當(dāng)電路的兩個(gè)輸入都存在的時(shí)候才會(huì)開啟,。

癌細(xì)胞與正常的細(xì)胞在基因表達(dá)譜中有所不同,，因此研究人員開發(fā)了合成啟動(dòng)子——這是一段設(shè)計(jì)好的DNA序列，僅在癌細(xì)胞中啟動(dòng)基因表達(dá),。

基因電路會(huì)通過病毒遞送到身體受影響區(qū)域的細(xì)胞中,。合成啟動(dòng)子被設(shè)計(jì)成能夠與特定的在腫瘤中活躍的蛋白相結(jié)合，使得啟動(dòng)子開啟,。

“只有當(dāng)兩個(gè)癌癥啟動(dòng)子都活躍的時(shí)候,，基因電路才會(huì)開啟，”Lu說,。

這使得基因電路相對(duì)于現(xiàn)有的療法可以更加的靶向腫瘤,，因?yàn)樗枰獌蓚€(gè)癌癥特異性信號(hào)才能存在才能響應(yīng)。

一旦激活,，基因電路表達(dá)的蛋白被設(shè)計(jì)成指導(dǎo)免疫系統(tǒng)靶向腫瘤細(xì)胞,，包括表面T細(xì)胞接合劑蛋白，可以命令T細(xì)胞殺死細(xì)胞,?；螂娐芬矔?huì)表達(dá)檢查點(diǎn)抑制劑，設(shè)計(jì)成用于給T細(xì)胞的活力“剎車”,。

當(dāng)研究人員在體外測試基因電路時(shí),，他們發(fā)現(xiàn)它可以在很多正常的卵巢細(xì)胞和許多其他類型細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)卵巢癌細(xì)胞,。

然后，他們?cè)谥踩肓寺殉舶┘?xì)胞的小鼠中測試了基因電路,，研究結(jié)果表明,，基因電路可以觸發(fā)T細(xì)胞找到并殺死癌細(xì)胞而不傷害周圍的其他細(xì)胞。

zui終,，研究人員顯示了基因電路可以很容易的轉(zhuǎn)化為靶向其他癌細(xì)胞,。這對(duì)于它能夠應(yīng)用于實(shí)際的癌癥治療非常的有利。

“我們鑒定了其他的選擇乳腺癌的啟動(dòng)子,，當(dāng)它們編碼到基因電路中,，它就可以靶向乳腺癌細(xì)胞而不是其他類型的細(xì)胞，”Lu表示,。

zui終,，他們希望可以使用這一系統(tǒng)來靶向其他的疾病，例如類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎,、炎性腸道疾病以及其他自免疫疾病。這一進(jìn)步開啟了抗擊癌癥的新戰(zhàn)線,。

研究人員現(xiàn)在計(jì)劃在一系列癌癥模型中更全面地測試電路,。他們還打算開發(fā)一種電路的交付系統(tǒng)，使得它既靈活又易于制造和使用,。(生物谷Bioon.com）侵刪