膠質母細胞瘤(GBM)是大腦和脊髓的高度侵襲性癌症腫瘤。像GBM這樣的腦癌在治療上具有挑戰性，因為許多癌症治療藥物無法通過血腦屏障。另外，儘管手術和隨後的化療和放療是治療該疾病的最成功方法，但90%以上的GBM腫瘤在手術切除後會複發。
在布里格姆婦女醫院和哈佛大學醫學院的研究人員領導的一項新研究中，科學家們設計了一種新的治療策略，其通過使用健康捐贈者的幹細胞來攻擊GBM特異性腫瘤細胞的方式來治療術后的GBM。這一策略在GBM的臨床前模型中顯示出巨大的療效，100%的小鼠在治療后活過90天。該研究結果將於今日發表在《自然通訊》上。
“這是我們所知的第一項研究，在啟動治療之前確定腫瘤細胞上的目標受體，在GBM腫瘤手術后使用可生物降解、凝膠封裝、‘現成的’工程幹細胞為基礎的治療，”幹細胞和轉化免疫治療中心(CSTI)主任、布萊根神經外科系研究副主任、哈佛醫學院和哈佛幹細胞研究所(HSCI)教師Khalid Shah說道，“未來，我們將應用這一策略，以在人們收到GBM診斷結果后及時確定目標受體，然後從預先製作的儲存器中施用凝膠封裝的、現成的工程幹細胞療法。”
許多基於細胞的癌症治療方法都來自於患者自身的幹細胞或免疫細胞。然而在像GBM這樣的疾病中，由於疾病的快速發展，大多數患者在得到診斷後的第一周就接受了手術，幾乎沒有時間從他們自己的細胞類型中開發治療方法。相反，科學家們開發了一種新穎的方法，他們使用異體幹細胞或來自健康人的細胞，這樣就可以在手術時立即提供補救措施。Shah及其同事評估了幾種在大腦中攜帶幹細胞療法的膠囊的療效，並且還發現一種可生物降解的水凝膠膠囊能成功運送治療而不會被腦脊液沖走。
研究人員首先確定了循環腫瘤細胞(CTC)–或血液中的癌細胞–上的特殊受體，這些受體被稱為“死亡受體”，是使用一種通常在腫瘤細胞上表達的遺傳生物標誌物。在確定之後，研究人員從健康人類捐贈者的骨髓中提取幹細胞並設計細胞以釋放一種跟死亡受體結合的蛋白質，進而啟動細胞死亡。另外，他們還在幹細胞系統中建立了一個允許通過PET成像追蹤幹細胞的安全開關，一旦激活就能消除幹細胞並進一步增強癌細胞的死亡。最後，Shah的團隊評估了治療性雙功能細胞(MSCBif)在原發性和複發性GBM腫瘤手術后動物模型中的療效。
值得注意的是，所有在手術後接受凝膠包裹的幹細胞治療的小鼠在治療后90天仍然存活。而只接受手術的小鼠則表現出平均存活時間為55天。研究人員還通過對小鼠進行不同劑量的間充質幹細胞治療評估了這種臨床治療的安全性。他們發現在有或沒有腫瘤的小鼠中沒有毒性跡象。
該研究的發現為在未來兩年內對接受腦部手術的GBM患者進行I期臨床試驗鋪平了道路。Shah及其同事指出，這種治療策略將適用於更廣泛的實體瘤，並且需要對其應用進行進一步調查。
Shah說道：“除了這種療法的顯著展示成功率外，這些發現表明我們可以使用健康人的幹細胞來治療癌症患者。這項工作奠定了一個基礎，從而開始建立一個針對腫瘤細胞和腫瘤微環境中的免疫細胞的不同受體的工程治療性幹細胞生物庫，有一天我們將能用來治療GBM等廣泛的難治性癌症。”