巨噬细胞是一种免疫细胞，它能在人体中发现例如病毒、细菌或癌细胞之类的潜在威胁，并吞噬摧毁它们。但有些癌细胞所分泌出的物质会使巨噬细胞从“杀死肿瘤状态”转变为“促进肿瘤状态”，从而抑制人体的免疫反应，驱动血管生长。有研究从体内取出巨噬细胞，迫使它们进入“杀死肿瘤状态”，重新与癌症对抗，但结果都失败了。
现在，哈佛大学怀斯研究所和SEAS的研究人员为解决这个问题创造了一种新方案：为巨噬细胞携带分泌细胞因子的背包颗粒 ，使巨噬细胞保持杀死肿瘤的作用。它们在到达肿瘤部位后最多可维持五天的状态，并且还发现它们能减慢患有侵略性乳腺癌小鼠的肿瘤生长及减少其转移。这项研究结果近日已发表在《科学进展》上。
这些背包颗粒是在这项研究中所创造的，研究小组制造了两层生物相容性聚合物聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)，中间夹有聚乙烯醇(PVA)和细胞因子干扰素γ(IFNγ)的背包。
巨噬细胞是贪婪的细胞，它们会与认为对身体外来的东西相结合并吞噬。而研究小组发现，将这种聚合物颗粒与巨噬细胞结合，巨噬细胞并不会吞噬掉它们，反而还有改变巨噬细胞行为的可能。FNγ是巨噬细胞中促炎反应的有效刺激剂，并且已观察到IFNγ可减少某些肿瘤的大小。
研究人员在体外将巨噬细胞与IFNγ背包颗粒混合，发现大约87%的细胞在其表面捡起背包，这些背包至少在细胞中停留了60个小时，并没有被消耗分泌IFNγ。随后，他们测试了巨噬细胞的各种标记，表明它们处于对抗肿瘤的促炎(M1)状态或抗炎(M2)状态。携带IFNγ背包的巨噬细胞表达三个M1相关性状的能力比带有空白背包的巨噬细胞在IFNγ存在下更强，而它们与M2相关性状的表达没有明显变化。最后观察背包在先前的研究中失败的地方是否能够成功：被引入活体肿瘤后，将巨噬细胞保持在M1状态。
研究人员将携带背包的巨噬细胞注入侵袭性转移性乳腺癌小鼠的肿瘤中，然后在7天后对其进行评估。并观察到，携带IFNγ背包的巨噬细胞表达了至少48小时的M1指标，其表达水平明显高于空白背包或游离IFNγ的注射细胞。他们还发现，与对照小鼠相比，用IFNγ背包疗法治疗的小鼠的转移性结节明显少，肿瘤更小，并且寿命更长。此外，研究人员发现了令人惊讶的结果：不仅背负背包的巨噬细胞停留在M1状态，而且还实际上帮助了体内的其他巨噬细胞。
研究的主要负责人Shields表示：“巨噬细胞可以占肿瘤的大约50%。如果我们能够将它们转变为M1状态并维持这种激活状态，那么巨噬细胞可以最大化地减小肿瘤，并提供更好的免疫系统和化学疗法等治疗接触癌细胞。”
