在 SLAS 2024 上开创 CAR T 细胞治疗的“白血病芯片”

研究助理教授
纽约大学坦登工程学院

在本次采访中，NewsMedical 采访了纽约大学 Tandon 工程学院研究助理教授马超博士。 在 SLAS 2024 上发表演讲之前，马博士分享了他的创新“白血病芯片”技术、其对 CAR T 细胞治疗的影响以及治疗白血病的个性化医疗的未来的见解。

首先，请介绍一下您自己并概述您迄今为止的职业生涯。 更具体地说，请向我们提供您在 SLAS 2024 上展示的当前研究的概述。

感谢您再次邀请我讨论我们在用于 CAR T 细胞治疗建模和筛选的“白血病芯片”方面的最新进展。 我叫超马。 目前，我是纽约大学坦登工程学院机械与航空航天工程系的研究助理教授。

过继 CD19 CAR（嵌合 抗原 受体）T 细胞移植已成为 FDA 批准的一种成功的 B 细胞疗法 急性淋巴细胞白血病 （球）。 然而，CAR T细胞疗法30%~60%的高复发率仍然是一个主要问题。 临床前评估 CAR T 细胞功能并剖析 CAR T 细胞免疫治疗复发机制的能力将具有重要意义，但对当前的动物模型来说具有挑战性。

为了填补动物研究和临床转化之间的空白，我们在此建立了一种基于 3D 微流控的器官型免疫活性“白血病芯片”，可在临床给药前提供 CAR T 细胞免疫治疗的人类相关结果，这就是我的研究成果。将在 SLAS 2024 上发表。

这一独特的临床前平台实现了临床试验的新范式，为 CAR T 细胞疗法提供精确、可靠和多维度的评估，并且可以轻松扩展以评估针对不同血癌的许多其他免疫疗法如实体瘤及其他。

图片来源：orodenkoff/Shutterstock.com

马博士，自从我们 最后一次采访 两年前，您能强调一下您的白血病芯片技术最重要的进步吗？

我想说的是，将白血病芯片技术的应用从传统化疗扩展到新型疗法，特别是在 CAR T 细胞免疫疗法中。

过去两年您的研究进展如何影响了对 CAR T 细胞免疫治疗复发机制的理解？

我们已经实现了在芯片上模拟 CAR T 细胞疗法的不同临床结果。 此外，我们发现在 CAR T 细胞激活过程中调动免疫系统可能会促进芯片上 CAR T 细胞的反应。

根据您最近的发现，目前在白血病芯片上建模白血病耐药性和复发方面面临哪些挑战？

我想说，第一个挑战是实现长期文化，允许按时间顺序研究 CAR T细胞。 其次，我们的系统目前是用商业原代细胞和细胞系构建的。 因此，我们需要来自大量患者的样本来代表患者的异质性并实现个性化治疗的精确性。

最后，如何在芯片上模拟 CAR T 细胞疗法的获得性治疗耐药性仍然相当具有挑战性。 它需要创新的技术开发和对白血病病理学和 T 细胞免疫学的深入了解。

您能否讨论您的团队在不同 CAR T 细胞治疗临床结果期间发现的有关分子和细胞变化的任何新见解？

正如我们在问题 3 中讨论的那样，我们的研究模拟了芯片上 CAR T 细胞疗法的不同临床结果。 我们在芯片上实现的一项应用是，将 IL-18 纳入 CAR 设计中可以增强 CAR T 细胞功能，这可能会改善当前 CAR T 细胞产品功能低下的患者的预后。

此外，在CAR T细胞激活过程中调动免疫系统可以促进芯片上的CAR T细胞反应。

生物工程白血病芯片在模拟和评估各种血癌和实体瘤的其他免疫疗法的能力方面是如何发展的？

我们正在应用该技术在实验室中分析急性髓性白血病 (AML) 的 CAR T 细胞疗法以及胰腺导管腺癌等实体瘤的其他 CAR T 细胞疗法研究。 我们希望尽快与 SLAS 社区分享我们的进展，敬请关注。

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自从我们上次谈话以来，单细胞 mRNA 测序等技术的集成如何增强您的白血病芯片系统的功能和精度？

当然是。 我们能够应用 scRNA-seq 来验证我们的生物工程骨髓生态位与其体内对应物的细胞相似性。 此外，我们还可以绘制 CAR T 细胞激活和利基细胞激活的分子变化图。

回顾过去两年，您使用白血病芯片进行的研究中最意想不到或令人惊讶的发现是什么？

我们发现，将血管网络和免疫环境融入到白血病芯片系统中，可以建立一个可靠的体外系统，可以提供CAR T细胞治疗的系统测试，包括T细胞外渗、白血病识别、免疫激活、细胞毒性和杀伤作用与骨髓微环境的相互作用。

您如何看待芯片实验室和芯片器官系统在未来个性化医疗中的作用，特别是在免疫治疗的背景下？

患者一次只能接受一种治疗。 假设我们可以将患者样本与我们的平台结合起来，开发患者特定的器官芯片模型。 在这种情况下，它将允许我们并行筛选多种治疗方法，以确定针对特定患者的最佳免疫疗法。

我们正在与临床医生合作，利用临床试验中的患者样本来测试这项技术。 我们希望提供体外患者特异性系统，实现所谓的“芯片临床试验”概念。

最后，您认为您的工作将如何为更广泛的科学界和医学界抗击白血病和改善患者治疗效果做出贡献？

我们相信，我们的研究进展不仅将填补体外器官组织模型生物工程工具在人类疾病建模和治疗筛选方面的技术空白，而且还将通过更深入地了解 CAR T 细胞治疗耐药性和复发机制来填补知识空白。

读者可以在哪里找到更多信息？

关于马超博士

马超，博士目前是纽约大学坦登工程学院的研究助理教授。 他目前的研究主要集中在设计白血病芯片平台，以了解化疗和 CAR T 细胞免疫疗法的耐药性。 马博士于2013年获得生物技术学士学位，并于2013年获得博士学位。 2017年获得西北农林科技大学动物生物技术（细胞工程）博士学位。

在此期间，他开发了体外构建肝组织的微工程策略，用于分析代谢相关的药物毒性和自下而上的肝组织工程。 马博士曾获得多项国内外奖项，如西北农林科技大学创新与实验学院国家励志奖学金（2021年）、教育部研究生国家奖学金（2016年）、教育部优秀毕业生奖等西北农林科技大学兽医学院（2017年）、癌症研究所欧文顿博士后奖学金（2021年）、生物学家公司DMM会议旅行资助奖（2021年）、BMES-CMBE博士后研究员旅行奖（2022年）、以及 SLAS 的 Tony B. 学术奖（2022 年）。

马博士已成为微流控芯片器官领域的专家，并受邀在地方、国家和国际会议（WPC、BMES、ASME、CMBE 和 SLAS）上展示他的研究成果。 马博士还是两项专利的共同发明人，涉及先进治疗的组织工程方法和肿瘤建模，并且是许多同行评审出版物的作者。

马博士的总体研究目标是开发和利用一种多学科方法，将工程学与生物学和医学相结合，用于组织工程、疾病建模和治疗筛选，旨在对人类医疗保健和健康产生积极影响。

2024-01-24 16:05:00
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