محققان دانشگاه سوث‌وسترن فناوری میکروحباب را برای تقویت ایمنی درمانی سرطان توسعه دادند. آن‌ها اولین پلتفرم ایمونوتراپی سرطان با هدایت اولتراسوند را ایجاد کرده‌اند که عوامل محرک سیستم ایمنی را برای ایجاد ایمنی ضد تومور به صورت سیستمیک به سلول‌ها می‌رساند. این فناوری Microbubble-assi نامیده می‌شود.
سلاح موثری برای مقابله با سرطان: میکروحباب به همراه امواج فراصوت
این فناوری که ایمونوتراپی سرطان با هدایت اولتراسوند با کمک میکروحباب (MUSIC) نامیده می‌شود، در مقاله‌ای که در Nature Nanotechnology منتشر شده، توضیح داده شده است.
توسعه MUSIC در دانشگاه سوث‌وسترن با این ایده آغاز شد که مواد مورد تایید FDA که برای تصویربرداری اولتراسوند استفاده می‌شوند، می‌توانند دوباره مهندسی شوند تا اسیدهای نوکلئیک را مستقیماً به سلول‌ها برسانند. کلید این فرضیه عوامل کنتراست اولتراسوند به نام میکروحباب‌ها بودند.
میکروحباب‌ها هنگامی که در معرض میدان اولتراسوند قرار می‌گیرند، نوسان می‌کنند. اگر حباب‌های میکرومقیاس در مواجهه با امواج فراصوت به اندازه کافی به سلول‌ها متصل شوند، غشای سلولی را فشار داده و آن را سوراخ می‌کند. دکتر ژاک لوکس، استادیار رادیولوژی در دانشگاه سوث‌وسترن و نویسنده همکار این مطالعه، توضیح داد که این کار منافذی ایجاد می‌کند که در را برای انتقال محموله میکروحباب به سیتوزول سلول باز می‌کند.
سینا خرسندی، دانشجوی فارغ‌التحصیل مهندسی زیست پزشکی که در آزمایشگاه لوکس کار می‌کند و اولین نویسنده این مطالعه است، از آنتی‌بادی‌ها برای هدف قرار دادن میکروحباب‌ها به سلول‌های ایمنی خاص به نام سلول‌های ارائه دهنده آنتی‌ژن (APCs) استفاده کرد. میکروحباب‌ها با دی نوکلئوتید حلقوی cGAMP، فعال‌کننده طبیعی STING بارگیری شدند. تحویل این عامل طبیعی به APC، STING را فعال می‌کند و سیستم ایمنی ذاتی بدن را تقویت می‌کند و در نتیجه سلول‌های T فعال می‌شوند که می‌توانند سلول‌های تومور را هدف قرار داده و از بین ببرند.
از آنجایی که میکروحباب‌ها به‌عنوان مواد کنتراست اولتراسوند نیز استفاده می‌شوند، میکروحباب‌های بارگذاری شده با cGAMP در داخل تومورها با استفاده از اسکنر اولتراسوند بالینی پس از تزریق مشاهده شدند. افزایش شدت امواج فراصوت باعث شد که میکروحباب‌ها منفجر شده و cGAMP را مستقیم به سلول با روشی به نام sonoporation تحویل دهند. اگرچه sonoporation قبلاً در تنظیمات پیش بالینی استفاده شده است، MUSIC اولین فناوری است که cGAMP را مستقیم وارد APCها می‌کند.
محققان فناوری MUSIC خود را بر روی مدل‌های موش مبتلا به سرطان سینه سه‌گانه منفی آزمایش کردند و کاهش قابل توجهی در رشد تومور را مشاهده کردند، به طوری که ۶۰ درصد از موش‌های تحت درمان ریشه‌کنی کامل تومور داشتند. این درمان همچنین حافظه ضد تومور در سلول‌های T ایجاد کرد که از رشد مجدد تومور جلوگیری کرد.
با استفاده از یک مدل موش سرطان سینه متاستاتیک، محققان دریافتند که درمان موضعی تومور اولیه باعث ایجاد پاسخ ایمنی سیستمیک می‌شود، زیرا سلول‌های T فعال شده به مکان‌های متاستاتیک دوردست سفر می‌کنند تا ضایعات سرطانی دور از تومور اولیه را بکشند.
دکتر لوکس، یکی از اعضای مرکز جامع سرطان هارولد سی. سیمونز دانشگاه سوث‌وسترن می‌گوید: «ما میکروحباب‌های خود را در تومور اولیه تزریق کردیم، سونوگرافی انجام دادیم و متوجه شدیم که تومورهای متاستاتیک – مانند تومورهای واقع در ریه‌ها – در حال ناپدید شدن هستند.»
نکته مهم این است که به نظر می‌رسد MUSIC سمیت کمی دارد. میکروحباب‌ها به طور منظم در بیماران برای تصویربرداری اولتراسوند استفاده می‌شوند و استفاده از یک سیستم تحویل هدفمند و بر اساس تقاضا، خطرات پاسخ‌های التهابی گسترده را که معمولاً با سایر وسایل انتقال cGAMP مرتبط هستند، محدود می‌کند.
