存在三种不同的巨噬细胞类型：幼稚型(M0)、抗肿瘤型(M1)和原肿瘤型(M2)。M1巨噬细胞在肿瘤处积聚并发挥抗肿瘤活性。研究人员试图将它们用于过继细胞疗法，但这些细胞疗法尚处于早期阶段，临床成功有限。2可能影响治疗效果的一方面是巨噬细胞如何运输至肿瘤。目前，人们对巨噬细胞运动的动态知之甚少。
哈佛大学的生物工程师SamirMitragotri想知道，“如果我们观察激活的M1巨噬细胞和幼稚的M0巨噬细胞的运输特性，有什么区别吗?”经过调查，Mitragotri和他的团队阐明了巨噬细胞表型如何改变其肿瘤浸润效率。他们的研究结果发表在《应用物理评论》上，为巨噬细胞动力学如何影响细胞疗法的发展提供了见解。3
当巨噬细胞放在一起时，它们会跑向实体瘤。十多个小时内，团队跟踪了各种运动指标：巨噬细胞位移、总距离和速度。结果让米特拉戈特里感到惊讶。他预测生物激活会导致更多的转运活动，但M0巨噬细胞的速度超过了M1巨噬细胞。
M0巨噬细胞不仅更快地到达肿瘤，而且这些幼稚巨噬细胞浸润肿瘤球体的速度比活化的巨噬细胞快五倍。巨噬细胞还表现出形态变化。
“纵观癌症免疫学和细胞治疗的世界，它很大程度上是由生物学驱动的。然而，除了细胞的生物学特性外，归根结底还是细胞进入肿瘤的运输问题。”Mitragotri说道。
研究人员使用实时成像和机器学习算法来寻找巨噬细胞迁移和形状变异之间的相关性。数据表明，M0巨噬细胞在迁移过程中伸长和伸展时具有更高的纵横比。
“(他们的)想法很好地从不同的角度解决了这个问题，从细胞如何迁移的物理学角度出发，”马萨诸塞大学分子免疫学家阿洛克·米什拉(AlokMishra)说，他没有参与这项研究。然而，调查结果让米什拉想要更多。“生物系统中的物理学非常棘手，研究结果也非常初步。”
米特拉戈特里承认该研究的定性局限性，但相信他们的方法为进一步调查奠定了基础。他计划更好地了解巨噬细胞的激活状态如何与运输功能相结合。
“解决这个问题的方法之一是从较小的长度尺度到较大的尺度收集信息。然后就会有一个有凝聚力的平台，这就是我们在未来几年要实现的愿景。”Mitragotri说，他对计算平台和实验观察的结合能力持乐观态度，以更接近地模拟体内条件。
米特拉戈特里说：“我们希望这项研究能够激励其他人，让物理学和生物学领域能够协同合作，试图理解这些问题。”