纳米粒子搭便车免疫细胞以尽早发现癌症转移

淋巴结是我们免疫系统煤矿中的金丝雀，在出现第一个疾病迹象时就会启动，然后将免疫细胞发送到体内需要的地方以对抗感染和疾病。

对于全世界每年被诊断患有癌症的近2000万患者来说，淋巴结是判断癌症是否已经转移(当癌细胞开始扩散到另一个器官时)的宝贵早期指标。尽早发现转移意味着患者可以接受必要的化疗和免疫治疗，这将大大改善他们的预后。

南加州大学阿尔弗雷德·E·曼生物医学工程系的研究人员开发了一种新的纳米颗粒，可以“搭便车”免疫细胞或单核细胞。由于其尺寸微小，该颗粒可以直接标记到淋巴结中，并有助于在MRI上显示转移灶，否则很难检测到转移灶。研究结果可能会带来更先进的造影剂，可以注射到患者体内，以改善淋巴结的MRI癌症筛查。

这项工作已发表在ACSNano上，由KarlJacobJr.博士和KarlJacobIII早期职业主席EunJiChung以及博士NoahTrac领导。钟实验室的学生。

虽然淋巴结是癌症检测的重要因素，但通过活检进行筛查是痛苦且具有侵入性的，并且可能导致感染、淋巴水肿和血栓形成等不良副作用。MRI检测等成像工具是非侵入性的。尽管如此，它们在筛查淋巴结方面也存在明显的缺点，

“核磁共振成像将检查淋巴结的大小，但这与淋巴结转移的事实没有很大的联系和相关性，”钟说。“即使你感冒了，你的淋巴结也会开始发炎。”

Trac说：“当前MRI技术的主要问题不是它们无法检测到免疫细胞。”“当前造影剂的一个主要问题是没有癌症靶向机制，因此无论是否存在癌症，大多数淋巴结都会被同等地照亮。”

为了应对这一挑战，Chung、Trac和他们的合著者开发了一种纳米颗粒，其目标是肿瘤细胞和免疫细胞单核细胞上存在的受体，这些细胞会移动到淋巴结，并且在疾病条件下越来越普遍。

Trac说：“这种纳米颗粒背后的想法是尝试将钆造影剂直接输送到患有癌症的淋巴结，以便它们在MRI上显示得比健康淋巴结更亮。”

该诊断工具还将为医生提供强大的临床价值，不仅可以在初始癌症诊断期间发现首次转移，而且还可以让临床医生跟踪癌症复发情况。

“只是说原发肿瘤已被切除，但也许他们没有全部切除，或者癌症复发并第二次转移。复发性转移更难检测到，可能会给患者带来更糟糕的结果，”钟说。

搭便车点亮癌症

纳米颗粒通过靶向癌细胞表达的蛋白质(称为C-C趋化因子受体2(CCR2))发挥作用。这些颗粒“搭便车”到人体产生的免疫细胞单核细胞上，这些单核细胞也表达相同的受体以应对癌症。然后，单核细胞让颗粒免费进入淋巴结，在那里颗粒可以有效地突出转移性癌细胞，并通过MRI进行更清晰的检测。

“这种机制之所以起作用，除了靶向元素之外，还因为我们的颗粒尺寸也非常独特，它可以到达淋巴结，”Chung说。“我们发现存在尺寸限制，我们的颗粒类型能够进入淋巴结并靶向已经到达那里的癌细胞以及表达这种受体的单核细胞。”

该过程为早期检测淋巴结中的癌症转移提供了改变游戏规则的好处。此前，转移只能通过淋巴结大小的增加来评估;Chung实验室的新颗粒可能会产生MRI造影剂，可以突出显示淋巴结中的转移细胞，否则这些细胞可能看起来正常。在使用小鼠模型的实验中，研究小组证明，这些颗粒使MRI检测到的信号增加了50%。

“这些颗粒放大了信号，我们可以看到，在淋巴结大小尚未改变的点，转移非常早。我们正在提供这种好处，在临床上，你无法做到这一点根本无法看到转移，”Chung说。

研究团队的下一步是让他们的工作更接近MRI造影剂的临床应用。这项工作已提交给美国国立卫生研究院纳米颗粒表征实验室，第三方将评估和验证这项工作，使其更接近人体试验。