在UTSW的超声治疗转化研究(TRUST)项目中，MUSIC的发展始于fda批准的用于超声成像的材料可以重新设计，直接将核酸送入细胞。这个假设的关键是被称为微气泡的超声造影剂。
“当暴露在超声场中时，微气泡会振动。如果这些微气泡在足够高的超声强度下与细胞结合，振荡将推动和拉动细胞膜。这就产生了气孔，为微泡物质进入细胞的胞质打开了大门，”德克萨斯大学西南分校放射学助理教授、该研究的共同通讯作者Jacques Lux博士解释说。
在Lux实验室工作的生物医学工程研究生Sina Khorsandi是这项研究的共同第一作者，他使用抗体将微气泡瞄准特定的免疫细胞，即抗原提呈细胞(APCs)。微气泡中含有环二核苷酸cGAMP，这是STING的天然激活剂。将这种天然药剂输送到APC会激活STING并增强身体的先天免疫系统，从而激活能够靶向和消除肿瘤细胞的t细胞。
研究人员开发了一种微气泡辅助超声引导免疫疗法，将一种制剂送入抗原提呈细胞，增强身体的先天免疫系统。
由于微气泡也可作为超声造影剂使用，因此注射后利用临床超声扫描仪对负载cgamp的微气泡在肿瘤内部进行可视化。增加超声强度会导致微气泡破裂，并通过sonopation技术将cGAMP直接送入细胞。虽然sonoporo之前已经在临床前应用，但MUSIC是第一个将cGAMP直接植入apc的技术。
研究人员在三阴性乳腺癌小鼠模型上测试了他们的MUSIC技术，发现肿瘤生长显著减少，60%接受治疗的小鼠肿瘤完全根除。这种疗法还能在t细胞中产生抗肿瘤记忆，从而阻止肿瘤再生。
利用转移性乳腺癌小鼠模型，研究人员发现，当活化的t细胞游走到远处的转移部位，杀死远离原发肿瘤的癌症病灶时，原发肿瘤的局部治疗引发了系统性免疫反应。PD-1受体阻滞剂(一种常用的癌症免疫疗法)的加入增强了结果，包括降低了全身疾病的进展。与单独使用PD-1受体阻滞剂相比，联合治疗增加了76%的中位生存期。
“我们在原发肿瘤中注入微气泡，应用超声波，发现转移性肿瘤——就像肺部的肿瘤一样——正在消失，”卢克斯博士说，他是犹他大学哈罗德·c·西蒙斯综合癌症中心的成员。
重要的是，音乐的毒性较低。微气泡经常用于患者的超声成像，使用定向和按需输送系统将限制广泛的炎症反应的风险，这些炎症反应通常与其他cGAMP输送载体相关。
“超声波扫描仪比其他成像方式更便宜，在美国所有医院设置。拥有一种相对便宜的、可用于改善癌症患者治疗的图像引导疗法将是令人兴奋的，”Lux博士补充说。MUSIC微泡技术背后的相同概念可能会导致图像引导下的靶向免疫治疗的发展，以及其他免疫刺激剂的交付，如基于mrna的多种人类疾病疫苗。
对这项研究做出贡献的其他ut研究人员包括Robert F. Mattrey、Caroline de Gracia Lux、Ruoqi Gao、Mingming Yang、Nhu Nguyen和Julien Santelli。姜文，医学博士，美国德克萨斯大学安德森癌症中心放射肿瘤学助理教授，通讯作者之一。
这项研究得到了德克萨斯州癌症预防和研究所(RR150010、RP210199和RP19023)、国防部(W81XWH-21-1-0332/0333和W81XWH-17-1-0401)、苏珊·g·科曼基金会(CCR19605871)和国家癌症研究所(1K08CA241070)的资助。
