微针贴片将本地化的癌症免疫疗法提供给黑色素瘤

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北卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳大学的生物医学工程研究人员开发了一种技术，使用嵌入微针的贴片，将癌症免疫治疗直接递送到黑素瘤皮肤癌的遗址。在动物研究中，该技术更有效地靶向黑素瘤比其他免疫治疗治疗。

据CDC称但是，美国超过67,000人在2012年被诊断出患有黑素瘤 - 最近一年的数据。如果患有早期，黑色素瘤患者的5年生存率超过98％，据国家癌症研究所。如果癌症在诊断和治疗前转移，则该数量倾斜至16.6％。黑色素瘤治疗范围从手术到化疗和放射疗法。一个有前途的癌症治疗领域是癌症免疫疗法，这有助于身体自身的免疫系统抗击癌症。

在免疫系统中，T细胞应该鉴定和杀死癌细胞。为了完成工作，T细胞使用专门的受体来区分来自癌细胞的健康细胞。但癌细胞可以吸引T细胞。一种方式癌细胞这样做是通过表达与T细胞上的受体结合的蛋白质配体，以防止T细胞识别和攻击癌细胞。

最近，癌症免疫疗法研究专注于使用“抗PD-1”（或编程的细胞死亡）抗体来防止癌细胞欺骗T细胞。

“然而，这种挑战了几个挑战，”米科尔省和Unc-Chapel Hill的联合生物医学工程计划中的一篇论文的联合博士研究员Chao Wang说。“首先，通常将抗PD-1抗体注入血液中，因此它们不能有效地靶向肿瘤部位。其次，过量的抗体可能导致副作用如自身免疫障碍。“

为了解决这些挑战，研究人员开发了一种使用微针在皮肤肿瘤局部递送抗PD-1抗体的贴剂。微针由透明质酸，生物相容性材料制成。

抗PD-1抗体嵌入纳米颗粒中，以及葡萄糖氧化酶 - 一种在与葡萄糖接触时产生酸的酶。然后将这些纳米颗粒加载到微酮中，这些颗粒在贴片的表面上排列。

当贴片适用于黑色素瘤时，血液进入微针。血液中的葡萄糖使葡萄糖氧化酶产生酸，其缓慢地分解纳米颗粒。随着纳米颗粒降解，抗PD-1抗体释放到肿瘤中。

“这种技术造成稳定，持续释放的抗体直接进入肿瘤部位;这是一种有效的方法，增强了肿瘤微环境中的抗PD-1抗体的保留，“生物医学工程计划助理教授，纸张助理教授，Zhen Gu说。

研究人员在小鼠模型中测试了对抗黑色素瘤的技术。将含有抗PD-1纳米颗粒的微针贴片与通过将抗PD-1抗体直接注射到血液中并将抗PD-1纳米颗粒直接注入肿瘤中来进行比较。

“在40天后，使用微针补丁治疗的40％的小鼠存活，并没有可检测的剩余黑色素瘤 - 与对照组的零百分比零百分比，”延奇叶，ph.D。顾人的实验室和联合主导作者的纸张。

研究人员还创造了一种药物鸡尾酒，由抗PD-1抗体和另一种称为抗CTLA-4的抗体组成 - 这也有助于T细胞攻击癌细胞。

“使用抗PD-1和抗CTLA-4的组合在微针贴片中，70％的小鼠存活并在40天后没有可检测的黑色素瘤，”王说。

“由于由微针介导的持续和局部的释放方式，我们能够以相对低的剂量达到所需的治疗效果，这降低了自身免疫疾病的风险，”顾说。

“我们对这种技术感到兴奋，正在寻求资金来追求进一步的研究和潜在的临床翻译，”顾增加。

本文，“通过微针补丁辅助递送抗PD-1抗体的增强癌症免疫疗法，“发表在期刊上纳米字母。本文由Gabrielle Hochu，生物医学工程计划的本科，以及NC状态的博士后研究员Hasan Sadeghifa共同撰写。该工作得到了NC Tracs，NIH在Unc-Chapel Hill的临床和翻译科学奖下的支持下，在Unc-Chapel Hill，于Grant第1段1T1111111111111111。

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编辑注：研究摘要跟随。

“通过微针补丁辅助递送抗PD1抗体的增强癌症免疫疗法”

作者：王王，延奇叶，加布里埃尔M. Hochu，北卡罗来纳州州立大学和北卡罗来纳大学教堂山;Hasan Sadeghifa，北卡罗来纳州立大学

发表： 3月21日，纳米字母

迪伊：10.1021 / ACS.NANOLETT.5B05030

抽象的：尽管最近通过使用抗PD-1（APD1）免疫疗法进行了黑色素瘤的进程，但该方法的功效仍有待改善。在这里，我们以生理可控的方式报告用于持续递送APD1的创新的自降级微针（MN）贴片。微针是由与pH敏感的葡聚糖纳米颗粒（NPS）集成的生物相容性透明质酸组成，该pH-敏感的葡聚糖纳米颗粒（NPS）包封了APD1和葡萄糖氧化酶（GOX），其将血糖转化为葡萄糖酸。酸性环境的产生促进了NP的自解离，随后导致APD1的大量释放。我们发现，与MN的MN相比，在B16F10小鼠黑色素瘤模型中诱导稳健的免疫应答，而没有降解触发或具有相同剂量的游离APD1的危险APD1。此外，该施用策略可以与其他免疫调节剂（如抗CTLA-4）与其他免疫调节剂（如抗CTLA-4）集成，以实现增强抗肿瘤疗效的联合治疗。