增加人体肾脏芯片的免疫力可推进癌症药物测试
越来越多的基于细胞和分子的免疫疗法通过调动免疫系统对抗肿瘤细胞，为患有顽固癌症的患者带来了新的希望。一类新兴的免疫治疗药物，称为 T 细胞双特异性抗体 (TCB)，其重要性与日俱增，食品和药物管理局 (FDA) 批准了多种 TCB 用于治疗白血病、淋巴瘤和骨髓瘤。这些抗体药物用其一端标记肿瘤细胞，并用另一端吸引免疫细胞，迫使它们杀肿瘤细胞。
TCB 和其他免疫治疗药物开发的一大挑战是 TCB 靶向的抗原不仅可以存在于肿瘤细胞上，还可以存在于体内的健康细胞上。这可能导致“非靶向、非肿瘤”的细胞杀伤和重要器官(如肾脏、肝脏等)的意外损伤，从而使参与临床试验的患者面临风险。目前，还没有人类 体外 肾脏模型能够充分概括器官的 3D 结构、细胞多样性和功能，以评估临床前阶段的靶向、非肿瘤效应。
现在，一项新的跨学科、跨组织研究创建了免疫浸润的肾组织模型，用于研究 TCB 和其他潜在免疫治疗药物的靶向、肿瘤外效应。哈佛大学维斯生物工程研究所、 哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院 (SEAS)、 哈佛医学院 (HMS) 和 罗氏创新公司的生物工程师和免疫肿瘤学家团队进行了这项研究 中心_ 在瑞士和德国，开发了一种免疫渗透的人体肾脏类器官芯片模型，该模型由微小的肾脏组织片段组成，其中包含脉管系统并形成肾单位，可以被循环免疫细胞渗透。他们使用该模型来了解临床前 TCB 工具化合物的特异性性，该化合物针对某些肿瘤中已充分表征的肿瘤抗原 Wilms 肿瘤 1 (WT-1)。重要的是，WT-1 在肾脏中的表达水平也低得多，这使其成为研究其潜在的靶点、肿瘤外效应的重要器官。他们的研究结果发表在 PNAS 上。
“我们与罗氏的合作者一起，扩展了我们的血管化肾类器官芯片模型，将含有细胞性 T 细胞的免疫细胞群纳入其中，这些细胞不仅有可能杀肿瘤细胞，还可以杀呈递目标抗原的其他细胞。”该研究的资深作者、Wyss 核心教员 、科学博士Jennifer Lewis说道。“我们的临床前人体 体外 模型提供了重要的见解，了解哪些细胞是给定 TCB 的目标，以及会产生什么脱靶损伤(如果有)。” Lewis 也是 SEAS仿生工程 Hansjörg Wyss 教授， 也是 Wyss 研究所 3D 器官工程计划的联合负责人。
将免疫力纳入肾脏类器官芯片中
2019 年，Lewis 团队与 Joseph Bonventre 医学博士、博士团队一起。布莱根妇女医院的研究人员与合著者 Ryuji Morizane 医学博士、哲学博士发现，将人类多能干细胞产生的肾脏类器官在其分化过程中暴露于恒定的液体流中，可以增强其片上血管化和肾小球的成熟和管状隔室，相对于静态控制。研究人员的观察是通过 3D 打印的微流体芯片实现的，在该芯片中，肾脏类器官在分化过程中接受以受控速率流动的营养和分化因子培养基。该芯片设备允许研究人员使用共焦显微镜通过透明窗口实时直接观察组织。
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