合成生物学家温德尔林谈论使用活细胞提高对癌症治疗的标准- SynBioBetavwin彩票注册

对许多人来说，合成生物学一词让人想到非自然系统。但合成生物学家的灵感大多来自自然进化的细胞。我们的免疫系统已经发展出了极其优雅的对抗疾病的系统。加州大学旧金山分校的温德尔·林博士希望通过该系统来对抗癌症。他的实验室正在利用合成生物学来解决工程细胞治疗这个充满希望的新领域中一些最具挑战性的障碍。

利用自然模块化

“科学有一定的美感，”Lim在最近的一次采访中告诉我。

Lim开始研究信号通路中涉及的蛋白质结构。你可以从他的身上看到艺术作品林对形状和图案很有鉴赏力。

作为一名博士后，Lim被不同的细胞信号是通过看起来相似的分子模式传递的这一事实所震惊。如此相似，事实上只有一些突变后来，他的实验室重新连接了酵母细胞，使其耐盐能力与它对信息素的感知(想想性)有关。

在一遍又一遍地看到相同的模式后，Lim得出结论，这些不同的路径可能是从类似的构建模块和蓝图进化而来的。他说:“进化创造了模块化组件，并将它们作为工具箱来创造新的监管行为。”

像大多数合成生物学家一样，Lim把这种模块化看作是一个机会。“我们真的能模仿进化吗?”我们是否可以开始尝试使用简单的分子成分作为构建模块，在细胞中创造合成行为?”

就在那时，Lim遇到了Carl June，工程t细胞疗法的先驱之一。设计的t细胞疗法是一种突破性的癌症干预疗法，治疗药物是患者自身的细胞。

工程治疗T细胞提供了一个变革性的新平台，与复杂的疾病，如癌症。来源:工程免疫细胞治疗癌症的原理．

林说，当时，这被视为一个“疯狂的领域”。但临床结果说明了一切。林和琼进行了头脑风暴合成生物学可以通过多种方式扩展我们对t细胞编程的能力Lim在工程细胞疗法方面的工作开始了。

“传统上，癌症是用分子来对抗的，”Lim说。他将癌症描述为一个生态系统，在这个生态系统中，细胞以一种合作的方式创造出一种生长失控的新型组织。

想象一群愤怒的暴民。分子毒品攻击有点不分青红皂白，就像人群中的烟雾弹。最好是有一个能够渗透并精确破坏这个生态系统的代理人。革命性的想法是:如果那个特工是一个细胞呢?

目前批准的t细胞疗法针对b细胞淋巴瘤。b细胞和t细胞都参与免疫反应。b细胞直接产生对抗病毒和细菌的抗体。t细胞攻击并杀死被感染的细胞。

在b细胞癌中，如霍奇金淋巴瘤和非霍奇金淋巴瘤，癌性b细胞复制失控。工程t细胞疗法背后的想法是训练t细胞以这些有问题的b细胞为目标。

大多数b细胞的表面都装饰着一种叫做CD19的蛋白质抗原。在工程t细胞疗法中，病人自己的t细胞被提取出来，改造成能够识别CD19的细胞，然后再被导入体内。这种被称为CAR-T细胞的工程t细胞攻击并杀死癌细胞b细胞。

不幸的是，CAR-T细胞不能区分癌b细胞和健康b细胞。这就是为什么这种疗法只适用于病情最严重的病人，因为化疗在这些病人身上一再失败。

CAR-T细胞在浸润和攻击实体肿瘤方面也不是很有效。但它们在杀死它们能到达的细胞方面非常有效，预示着未来发展的一个有前景的领域。

Lim说，工程t细胞疗法面临三个主要挑战:效力、识别和控制。

效力指的是经过改造的细胞杀死目标的效率。当t细胞攻击时，癌细胞可以反击，而实体肿瘤为CAR-T细胞创造了一个特别恶劣的环境。Lim和他的团队已经完成了工程增强的CAR-T细胞通过使它们关闭一种常见的肿瘤细胞防御策略来对抗实体肿瘤和血癌。

但是你不能在不增加识别的情况下增加效力，工程细胞靶向癌细胞的能力，而且只针对癌细胞。例如，Lim实验室的研究人员设计了一个系统，在这个系统中，工程细胞必须识别两种不同的肿瘤抗原这样在交火中被困的健康细胞就会减少

控制就是合成生物学变得特别有用。因为这些工程细胞不是完全无害的，所以控制和指导它们是有用的。这可能意味着用次级分子激活或灭活细胞，在治疗完成后加入一个死亡开关，或者将他们的活动限制在特定区域．靶向CAR-T细胞到一个特定的位置也可以提高他们的能力对实体肿瘤。

Lim说，为了充分发挥它们的潜力，工程t细胞疗法需要在效力、识别和控制方面的改进。为了解决这些问题，他的实验室提出了一个简单的问题:细胞是如何做出决定的?如果我们了解t细胞是如何决定攻击什么、什么时候以及攻击的力度，我们就可以利用这些知识在未来设计更安全、更有效的癌症治疗方法。

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