Vaccini appena spremuti

4 06 2015

Dispositivo cellulare-spremitura microfluidic apre nuove possibilità per i vaccini basati su cellule.

MIT i ricercatori hanno dimostrato che possono utilizzare un dispositivo cellulare-spremitura microfluidici per introdurre gli antigeni specifici all'interno delle cellule di B del sistema immunitario, fornire un nuovo approccio all'elaborazione e all'attuazione di vaccini cellule presentanti l'antigene.

Tali vaccini, creato da riprogrammazione di un paziente proprio le cellule immunitarie per combattere gli invasori, tenere la grande promessa per il trattamento di cancro e altre malattie. Tuttavia, diverse inefficienze hanno limitato la loro traduzione in clinica, e solo una terapia è stato approvato dalla Food and Drug Administration.

Mentre la maggior parte di questi vaccini sono creata con cellule dendritiche, una classe di antigene-presentare le cellule con ampia funzionalità del sistema immunitario, i ricercatori dimostrano in uno studio pubblicato nel Relazioni scientifiche che le cellule B possono essere progettate per servire come alternativa.

"Abbiamo voluto rimuovere una barriera importante nell'utilizzo di cellule B come una popolazione di cellule presentanti l'antigene, aiutandoli a completare o sostituire le cellule dendritiche,"dice Gregory Szeto, un postdoc presso MIT Koch Institute for Integrative Cancer Research e autore del libro.

Darrell Irvine, membro dell'Istituto Koch e professore di ingegneria biologica e delle scienze dei materiali e ingegneria, è autore senior dell'articolo.

 

Le cellule passano attraverso il dispositivo di CellSqueeze ad alta velocità, restringimento microfluidic canali applicano una compressione che si apre piccolo, temporanee fori nelle cellule’ membrane. Come un risultato, grandi molecole — antigeni, nel caso di questo studio — può inserire prima il reseals di membrana. Per gentile concessione di SQZ Biotech

Un nuovo approccio di vaccino-preparazione

Le cellule dendritiche sono cellule presentanti l'antigene più naturalmente versatile. Nel corpo, essi continuamente antigeni di campione da potenziali invasori, che elaborano e presentano sulla loro superficie cellulare. Le cellule migrano poi alla milza o linfonodi, dove essi prime cellule T per montare un attacco contro le cellule cancerose o infetti, gli antigeni specifici che vengono ingeriti e presentati di targeting.

Nonostante il loro ruolo fondamentale nel sistema immunitario, cellule dendritiche presentano inconvenienti quando viene utilizzato per i vaccini basati su cellule: Essi hanno una durata breve, essi non dividere quando attivato, ed essi sono relativamente scarsi nel sangue.

Le cellule B sono anche antigene-presentare le cellule, ma contrariamente alle cellule dendritiche, Essi possono proliferare quando attivato e sono abbondanti nel sangue. Tuttavia, la loro funzionalità è più limitata: Considerando che le cellule dendritiche costantemente campionare antigeni incontrano, una cellula di B è geneticamente programmata solo per associare a un antigene specifico corrispondente recettore sulla sua superficie. Come tale, una cellula B generalmente non ingerire e visualizzare un antigene se esso non corrisponde il suo recettore.

Utilizzando un dispositivo microfluidico, Ricercatori del MIT sono stati in grado di superare questa barriera geneticamente programmata per l'assorbimento dell'antigene — comprimendo le cellule B.

Attraverso "CellSqueeze,"la piattaforma dispositivo originalmente sviluppato al MIT, i ricercatori passano una sospensione di cellule di B e l'antigene bersaglio attraverso minuscoli, canali paralleli incisi su un chip. Un sistema di positivo-pressione si muove la sospensione attraverso questi canali, che gradualmente si restringono, applicando una leggera pressione alle cellule B. Questo "squeeze" si apre il piccolo, temporanee fori nelle loro membrane, permettendo l'antigene bersaglio entrare dalla diffusione.

Questo processo di carica in modo efficace le cellule con antigeni per innescare una risposta di CD8 — o "assassino" — le cellule T, che poi può uccidere le cellule tumorali o altre cellule bersaglio.

I ricercatori hanno studiato le cellule B spremute in cultura e trovano che essi potrebbero espandere cellule T antigene-specifiche almeno così come i metodi esistenti utilizzando perline rivestite con anticorpo. Come prova di concetto, i ricercatori hanno poi trasferiti spremuto le cellule B e cellule T antigene-specifiche in topi, osservando che le cellule B spremute potrebbero espandere le cellule di T nella milza e nei linfonodi.

I ricercatori affermano anche che questo è il primo metodo che disaccoppia la consegna di antigene da attivazione della B-cellula. Una cellula di B viene attivata quando l'ingestione di suo antigene o incontrando uno stimolo straniero che forza a ingerire nelle vicinanze di antigene. Questa attivazione induce le cellule B per svolgere funzioni molto specifiche, che ha limitato le opzioni per la programmazione della B-cellula-base vaccino. Utilizzando CellSqueeze aggira questo problema, ed essendo separatamente in grado di configurare la consegna e l'attivazione, i ricercatori hanno maggiore controllo sulla progettazione di vaccino.

Gail Bishop, professore di microbiologia presso Carver School of Medicine della University of Iowa e direttore del centro della scuola per immunologia e malattie di base immunitaria, dice che questa carta presenta un "nuovo approccio creativo con notevole potenziale nello sviluppo di vaccini cellule presentanti l'antigene."

"Le funzionalità presentanti l'antigene delle cellule di B sono spesso sottovalutate, ma essi sono sempre più apprezzati per la loro vantaggi pratici in terapie,"dice il vescovo, Chi non è stato coinvolto in questa ricerca. "Questo nuovo approccio tecnico permette il caricamento di cellule B efficacemente con praticamente qualsiasi antigene e ha l'ulteriore vantaggio di targeting antigeni per via della presentazione di cellule T CD8, facilitando così l'attivazione delle cellule T killer desiderata in molte applicazioni cliniche."

 

Squeeze principale

Armon Sharei, ora uno scienziato visitando presso l'Istituto Koch, sviluppato CellSqueeze mentre era uno studente laureato nei laboratori della Klavs Jensen, Warren K. Lewis professore di ingegneria chimica e un professore di ingegneria e scienza dei materiali, e Robert Langer, il David H. Koch Institute Professor e membro dell'Istituto Koch. Sharei, Jensen, e Langer sono anche gli autori di questa carta.

In uno studio separato pubblicato il mese scorso nella Gazzetta PLoS uno, Sharei e i suoi colleghi hanno dimostrato prima che CellSqueeze può erogare macromolecole funzionali su cellule immunitarie. La piattaforma ha vantaggi rispetto ai metodi di consegna esistenti, elettroporazione e virus geneticamente modificati, che si limitano a fornire acidi nucleici. Mentre gli acidi nucleici può codice una cella per un antigene bersaglio, questi metodi indiretti hanno svantaggi: Essi hanno limitate capacità nella codifica per antigeni difficile identificare, e utilizzando acidi nucleici comporta un rischio per la modifica del genoma accidentale. Questi metodi sono anche tossici, e può causare la morte e il danno cellulare. Fornendo proteine direttamente nelle cellule con minima tossicità, CellSqueeze evita queste carenze e, in questo nuovo studio, dimostra la promessa come una piattaforma versatile per la creazione di vaccini basati su cellule più efficaci.

"Il nostro sogno è per deporre le uova fuori un'intera classe di terapie che coinvolgono tenendo fuori i tuo cellule, dicendo loro cosa fare, e rimetterle nel tuo corpo a combattere la malattia, qualunque essa sia,"Sharei dice.

Dopo lo sviluppo di CellSqueeze al MIT, Sharei co-fondato SQZ Biotech in 2013 più ulteriormente sviluppare e commercializzare la piattaforma. Proprio come l'azienda è cresciuta da allora — ora fino al 13 dipendenti — il dispositivo si è evoluto anche. Sharei, ora il CEO della società, dice che migliorando il disegno e aumentando il numero di canali, la generazione attuale ha una velocità effettiva di 1 milioni di cellule al secondo.

 

Passi futuri

I ricercatori affermano che ora intendono perfezionare il loro vaccino B-cell-based per ottimizzare la distribuzione e la funzione delle cellule immunitarie del corpo. Un approccio di B-cell-based potrebbe anche ridurre la quantità di sangue del paziente necessaria per preparare un vaccino. In questo momento, i pazienti che ricevono vaccini basati su cellule devono avere sangue disegnata sopra parecchie ore ogni volta che una nuova dose deve essere preparata.

Nel frattempo, SQZ Biotech mira a ridurre l'impronta del suo dispositivo, che potenzialmente potrebbe abbassare il tempo e i costi necessari per costruire i vaccini basati su cellule.

"Noi immaginiamo un futuro sistema, Se possiamo approfittare della sua natura di microfluidica, come dispositivo comodino o campo-deployable,"Sharei dice. "Invece di spedizione le vostre cellule a questa grande, impianto centralizzato, si potrebbe fare nel tuo ospedale o il tuo studio medico."

Come la biologia e la tecnologia diventano ulteriormente raffinato, gli autori dicono che il loro approccio potrebbe potenzialmente essere un più efficiente, più efficace, e il metodo meno costoso per lo sviluppo di terapie basate su cellule di pazienti.

"Lungo la strada, si potrebbero potenzialmente ottenere cellule abbastanza da solo un pareggio di sangue normale basata sulla siringa, correre attraverso un dispositivo comodino con l'antigene che si vuole vaccinare contro, e allora si avrebbe il vaccino,"Dice Szeto.

Questa ricerca è stata finanziata dal Kathy e Curt marmo Cancer Research Fund attraverso il programma di ricerca di Koch Institute Frontier, il National Cancer Institute, l'Istituto nazionale delle scienze di medicina generale, e Howard Hughes Medical Institute.

 

Da Kevin Leonardi

 

Newsoffice.mit.edu [en línea] Cambridge, MA (STATI UNITI D'AMERICA): newsoffice.mit.edu, 04 nel giugno del 2015 [Ref. 22 nel maggio del 2015] Disponibile su Internet: http://newsoffice.mit.edu/2015/Cell-squeezing-Device-Vaccines-0522


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Una risposta a “Vaccini appena spremuti”

5 08 2015
kwikspeak (22:17:28) :

Amazing! I love MIT researches :D

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