利用基因工程血小板治疗肿瘤转移

当癌细胞在一个称为转移的过程中扩散到身体的新部位时，它们通常通过血液传播到达那里。为了避免向免疫系统发出警报，并可能触发它们的死亡，癌细胞诱使循环中的血小板在它们的表面掠过，并掩盖它们，使其不被检测到。这种欺骗性的安排提出了一种诱人的可能性：如果血小板可以被编程识别并清除那些转移的癌细胞，会发生什么？

盐湖城犹他大学的塔拉·迪恩斯(Tara Deans)最近被授予2019年NIH主任新创新者奖，正是为了做到这一点。对于一个偶然发现这一创新策略的研究人员来说，这是一个令人兴奋的机会。

迪恩斯是一位生物工程师，也是设计合成基因电路的专家。这些电路由遗传“部件”的小集合组成，这些部件可以组装和集成来编程细胞，使其行为不同于它们的自然对应物[1]。在她最初的工作中，迪恩斯让这些专门的基因电路在实验室里促使造血干细胞大规模生产血小板。

但是血小板是不寻常的细胞。它们富含许多蛋白质，当我们受伤时，这些蛋白质有助于修复血管上的小划痕和止血。血小板会这样做，即使它们没有细胞核和DNA来编码和制造任何蛋白质。它们的蛋白质货物是预先包装的，严格来自产生它们的骨髓细胞，称为巨核细胞。

迪恩斯意识到，设计血小板可能会带来难得的机会。她可以将所需的电路连接到造血干细胞中，并对其进行改造，以制造任何所需的治疗性蛋白，然后将这些蛋白加载到血小板中，持续8至10天的寿命。她开始生产血小板，在患有某些罕见代谢障碍的人身上可以安全地携带功能性替代酶。

随着这项研究的进展，迪恩斯得到了一些令人不安的个人消息：一位朋友被诊断出患有血癌。当时，迪恩斯对诊断了解不多。但是，在阅读有关她朋友癌症的报道时，她了解到转移的肿瘤细胞是如何与血小板相互作用的。

这就是迪恩斯灵光乍现的时刻：也许工程血小板也可以用来防止转移的肿瘤细胞扩散。

现在，随着她的新创新者奖的颁发，迪恩斯将通过设计血小板携带潜在的有希望的抗癌蛋白来追求这一新颖的方法。原则上，它们可以被量身定做，以对抗乳腺癌、肺癌和各种其他类型的癌症。最终，她希望血小板可以在循环中的癌细胞进入其他组织之前被设计成靶向并杀死它们。

在这一策略可以在人类身上尝试之前，还有大量的研究要找出针对循环中的癌细胞的细节，然后在动物模型中对其进行测试。但迪恩斯对未来的道路感到兴奋，他认为血小板作为独特的药物输送装置有着巨大的希望。她没有注意到，这种方法不仅可以控制癌细胞的扩散，而且还可以治疗其他疾病。

[1]设计具有替代功能的组织的遗传电路。希利CP，Deans TL。生物工程杂志J Biol Eng.。2019年5月3日；13：39。