1970-01-01
如何才能更有效地把一个大分子(如蛋白质或核酸)送入细胞?很多年来,这个问题不仅难住了无数研究人员,也让整个医药业备受困扰。然而,因为实验室的一个意外发现,Armon Sharei博士却找到了一个看上去异常“简单”的解决方案:给细胞一个“温柔”的挤压。
大热背后的冷思考
得益于生物科技的突飞猛进,近些年来,细胞/基因疗法不断取得新突破,逐步释放其医疗潜力。其中,肿瘤免疫细胞治疗是一大热点,而它们目前所使用的基因编辑技术多依赖于病毒载体(如腺相关病毒)——病毒的遗传物质能穿透细胞膜,进入到细胞内,引起感染,因此具有被改造成递送遗传物质之工具的潜力。
对于以CAR-T为代表的细胞/基因疗法业已取得的成绩,Sharei博士表示值得肯定,“在某些本已没有多少生存机会的患者身上,CAR-T的缓解率或可达到70%以上,这令人印象深刻,与化疗或靶向疗法往往只能让患者多撑上一两个月相比,它们截然不同。”
正所谓“甘瓜苦蒂,天下物无全美”。尽管基于病毒载体的细胞/基因疗法亮点不少,但这些载体同样面临着成本过高、周期过长的瓶颈,它们能够携带的“货物”种类以及可转导的细胞类型都非常有限。同时,单靠病毒载体也无法将基因精准地插入到所需的位置,从而带来潜在风险——它们可能会影响到健康基因的表达,或是导致插入基因被异常调节,出现失控。从实际应用来看,这类疗法往往被局限于治疗罕见的遗传性疾病。
“挤”出来的细胞疗法
先把台历翻回到11年前。2008年,Sharei博士进入麻省理工学院(MIT)攻读化学工程博士学位。他的研究课题是开发一种将药物转入细胞的方法。一开始,他设计了一把“迷你枪”,想把药物“打”进细胞,但效果不怎么样。为了提高命中率,他把“枪管”顶在细胞上进行射击,结果却出乎意料——药物确实顺利进入了细胞,但进入的多少却与这把“枪”的射击力度无关。经过不断地摸索,Sharei博士等人找出了问题的答案:让药物进入细胞的,并不是“迷你枪”的射击,而是“枪管”的挤压。Sharei博士的发现立刻引起了创业大牛Robert Langer教授的注意,他敏锐地意识到其背后所隐藏的医疗潜力。在他的建议下,2013年,Sharei博士创立了SQZ,其名字的寓意正是“挤压”。
如今,被SQZ称为“Cell Squeeze”的平台使用的是由硅-玻璃制成的微流控芯片,它们可以挤压细胞并在细胞膜上制造临时小孔。这些孔洞很小,但可以让各种材料(如蛋白质、核酸和碳纳米管)顺利进入。目前,SQZ已开发出了数十种芯片来挤压不同大小的细胞。通过这样的方式,SQZ专有技术平台在不依靠病毒载体的情况下,完成了对细胞的基因工程改造。
未来仍需努力
“我们正处在这样一个阶段,你将会看到细胞疗法变得更加普遍、更为大众所接受,在疾病治疗中真正发挥作用。在接下来的几年里,我们将会看到更多有趣的事情发生,不过,在其达到影响力巅峰之前,我们还要耐心等上几十年。我认为细胞疗法可以应用到更多的疾病和患者身上。”谈到细胞疗法的未来,Sharei博士认为非常值得期待。
尾声
客观的说,细胞/基因疗法还存在这样或那样的不足,但它们必将随着时间的推移得到更深入的研究,逐渐被打磨成“杀死”癌症和其他疾病的一把利刃!
题图来源:SQZ Therapeutics公司官网
[1] SQZ Biotech’s Unique Technology Squeezes Cells to Transform Them into Therapeutics. Retrieved November 21, 2019, from https://wxpress.wuxiapptec.com/sqz-biotechs-unique-technology-squeezes-cells-to-transform-them-into-therapeutics/
[2] MassChallenge Winner From MIT Aims to Kill Cancer With a “Squeeze”. Retrieved November 24th, 2014, from https://xconomy.com/boston/2014/11/24/masschallenge-winner-from-mit-aims-to-kill-cancer-with-a-squeeze/
[3] DiTommaso, et al., (2018). Cell engineering with microfluidic squeezing preserves functionality of primary immune cells in vivo. PNAS, https://doi.org/10.1073/pnas.1809671115
[4] The Cell Therapy Discovery About To Disrupt Clinical Trials. Retrieved July 2, 2019, from https://www.clinicalleader.com/doc/the-cell-therapy-discovery-about-to-disrupt-clinical-trials-0001
[5] This 29-Year-Old Landed $500 Million to Develop a New Way to Fight Cancer. Retrieved Jun 13, 2016, from https://www.inc.com/allison-fass/2016-30-under-30-sqz-biotech.html
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