Eine Möglichkeit, wie sich Krebszellen vor dem körpereigenen Immunsystem verstecken, besteht darin, eine dünne Oberflächenbarriere namens Glykokalyx zu bilden. In der neuen Studie untersuchten die Forscher die Materialeigenschaften dieser Barriere mit beispielloser Auflösung und deckten Informationen auf, die zur Verbesserung aktueller Immuntherapien gegen Zellkrebs beitragen könnten.
Krebszellen bilden häufig eine Glykokalyx mit einem hohen Anteil an Zelloberflächenmuzinen, von denen angenommen wird, dass sie dazu beitragen, Krebszellen vor Angriffen durch Immunzellen zu schützen. Das physikalische Verständnis dieser Barriere bleibt jedoch begrenzt, insbesondere im Hinblick auf die zelluläre Krebsimmuntherapie, bei der einem Patienten Immunzellen entnommen, sie so verändert werden, dass sie Krebs aufspüren und zerstören, und sie dann dem Patienten wieder zugeführt werden.
„Wir haben herausgefunden, dass Änderungen der Barrieredicke von nur 10 Nanometern die Antitumoraktivität unserer Immunzellen oder durch Immuntherapie hergestellten Zellen beeinflussen“, sagte Sangwu Park, ein Doktorand im Matthew Paszek-Labor an der Cornell University am ISAB, New York. „Wir haben diese Informationen genutzt, um Immunzellen zu entwickeln, die die Glykokalyx passieren können, und wir hoffen, dass dieser Ansatz zur Verbesserung der modernen zellulären Immuntherapie genutzt werden kann.“ Biologie.
„Unser Labor hat eine leistungsstarke Strategie namens Scanning Angle Interference Microscopy (SAIM) entwickelt, um die nanoskalige Glykokalyx von Krebszellen zu messen“, sagte Park. „Diese Bildgebungstechnik ermöglichte es uns, die strukturelle Beziehung krebsassoziierter Muzine mit den biophysikalischen Eigenschaften der Glykokalyx zu verstehen.“
Die Forscher erstellten ein Zellmodell, um die Expression von Zelloberflächenmucinen präzise zu steuern und so die Glykokalyx von Krebszellen nachzuahmen. Anschließend kombinierten sie SAIM mit einem genetischen Ansatz, um zu untersuchen, wie sich die Oberflächendichte, Glykosylierung und Vernetzung krebsassoziierter Mucine auf die Barrieredicke im Nanomaßstab auswirken. Sie analysierten auch, wie sich die Dicke der Glykokalyx auf die Widerstandsfähigkeit der Zellen gegen Angriffe von Immunzellen auswirkt.
Die Studie zeigt, dass die Dicke der Glykokalyx der Krebszellen einer der Hauptparameter ist, die die Umgehung der Immunzellen bestimmen, und dass manipulierte Immunzellen besser funktionieren, wenn die Glykokalyx dünner ist.
Basierend auf diesem Wissen haben die Forscher Immunzellen mit speziellen Enzymen auf ihrer Oberfläche entwickelt, die es ihnen ermöglichen, sich an die Glykokalyx anzuheften und mit ihr zu interagieren. Experimente auf zellulärer Ebene haben gezeigt, dass diese Immunzellen in der Lage sind, den Glykokalyxpanzer von Krebszellen zu überwinden.
Anschließend wollen die Forscher feststellen, ob diese Ergebnisse im Labor und schließlich in klinischen Studien reproduziert werden können.
Sangwoo Park wird diese Studie (Zusammenfassung) während der Sitzung „Regulatory Glycosylation in the Spotlight“ am Sonntag, 26. März, 14-15 Uhr PT, Seattle Convention Center, Raum 608, vorstellen. Kontaktieren Sie das Medienteam für weitere Informationen oder eine Freikarte für die Konferenz.
Nancy D. Lamontagne ist Wissenschaftsautorin und Redakteurin bei Creative Science Writing in Chapel Hill, North Carolina.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 22. Mai 2023