Vacinas espremidas na hora

4 06 2015

Microfluidic célula-apertando dispositivo abre novas possibilidades para as vacinas baseadas em células.

MIT pesquisadores mostraram que eles podem usar um dispositivo de célula-apertando microfluidic apresentar antígenos específicos dentro das pilhas de B do sistema imunológico, fornecendo uma nova abordagem para a elaboração e aplicação de vacinas de célula apresentadora de antígeno.

Essas vacinas, criado por reprogramação do paciente possuir células do sistema imunológico para lutar contra invasores, Segure a grande promessa para o tratamento de câncer e outras doenças. No entanto, várias ineficiências tem limitado a sua tradução para a clínica, e apenas uma terapia foi aprovada pela Food and Drug Administration.

Enquanto a maioria destas vacinas são criados com células dendríticas, uma classe de apresentadoras células com ampla funcionalidade no sistema imunológico, os pesquisadores demonstram em um estudo publicado em Relatórios científicos que as células B podem ser projetadas para servir como uma alternativa.

"Nós quisemos remover uma barreira importante em usar células B como uma população de células apresentadoras, ajudando-os a complementar ou substituir as células dendríticas,"diz Gregory Szeto, um pós-doutorado no Instituto de Koch do MIT para Integrative Cancer Research e autor do livro.

Darrell Irvine, membro do Instituto de Koch e um professor de engenharia biológica e de engenharia e Ciências dos materiais, é o autor sênior do jornal.

 

Enquanto as células passam através do dispositivo de CellSqueeze em alta velocidade, estreitamento microfluidic canais aplicam um aperto que abre pequeno, buracos temporários nas células’ membranas. Como resultado, grandes moléculas — antígenos, no caso deste estudo — pode entrar antes regenere a membrana. Cortesia de sinesio Biotech

Uma nova abordagem de preparação de vacina

Células dendríticas são as células apresentadoras mais naturalmente versátil. No corpo, Eles continuamente antígenos de amostra de invasores potenciais, que eles processam e apresentam na sua superfície celular. As células então migram para o baço ou os linfonodos, onde eles prime células T para montar um ataque contra as células cancerosas ou infectadas, visando os antígenos específicos que são ingeridos e apresentados.

Apesar de seu papel crítico no sistema imunológico, as células dendríticas têm desvantagens quando usado para vacinas baseadas em células: Eles têm uma vida curta, Eles não se dividem quando ativado, e eles são relativamente escassos na corrente sanguínea.

Células B também são apresentadoras células, Mas em contraste com as células dendríticas, Eles podem proliferar quando ativado e são abundantes na corrente sanguínea. No entanto, sua funcionalidade é mais limitada: Considerando que as células dendríticas constantemente amostra antígenos encontram..., uma célula B está geneticamente programada apenas para ligar a um antígeno específico que coincide com o receptor em sua superfície. Como tal, uma célula B geralmente não ingerem e exibir um antígeno se não coincide com seu receptor.

Usando um dispositivo microfluidic, Os investigadores do MIT foram capazes de superar esta barreira geneticamente programada para captação de antígeno — apertando as células B.

Através do "CellSqueeze,"a plataforma de dispositivo originalmente desenvolvido no MIT, os pesquisadores passam uma suspensão de células B e antígeno alvo através de minúsculos, canais paralelos, gravados em um chip. Um sistema de pressão positiva se move a suspensão através destes canais, que gradualmente diminuir, aplicando uma ligeira pressão para as células B. Este "squeeze" abre pequeno, temporários buracos em suas membranas, permitindo que o antígeno alvo entrar por difusão.

Este processo efetivamente carrega as células com antígenos de preparar uma resposta de CD8 — ou "assassino" — células T, que então pode matar células cancerosas ou outras células alvo.

Os pesquisadores estudaram as células B espremidas na cultura e achei que eles poderiam expandir as células T antígeno-específicas pelo menos bem como os métodos existentes usando anticorpo-revestida de grânulos. Como prova de conceito, os pesquisadores então transferidos espremido as células B e as células T antígeno-específicas em ratos, observar que as células B espremidas poderiam expandir células T no baço e nos linfonodos.

Os pesquisadores também dizem que este é o primeiro método que dissocia entrega de antígeno de ativação de células B. Uma célula B torna-se ativado quando a ingestão de seu antígeno ou quando encontrar um estímulo externo que obriga-o a ingerir nas proximidades do antígeno. Essa ativação faz com que as células B realizar funções muito específicas, que limitou as opções para programação de vacina B-cell-based. Usar CellSqueeze contorna este problema, e por ser capaz de separadamente configurar entrega e ativação, os pesquisadores têm maior controle sobre o projeto de vacina.

Gail bispo, um professor de Microbiologia da Universidade de Iowa Carver School of Medicine e diretor centro da escola de Imunologia e doenças imune-baseadas da, diz que este trabalho apresenta uma "nova abordagem criativa com potencial considerável no desenvolvimento de vacinas de célula apresentadora de antígeno."

"Os recursos de apresentadora de antígeno de células B têm muitas vezes sido subestimados, Mas eles estão sendo cada vez mais apreciados por suas vantagens práticas em terapias,"diz o bispo, Quem não esteve envolvido nesta pesquisa. "Esta nova abordagem técnica permite carregar as pilhas de B efetivamente com praticamente qualquer antígeno e tem o benefício adicional de alvejar os antígenos para o percurso de apresentação de células T CD8, facilitando a ativação das células T killer desejado em muitas aplicações clínicas".

 

Queridinho

Armon eliani souza, Agora uma cientista visitante no Instituto de Koch, desenvolvido CellSqueeze enquanto ele era um estudante de graduação em laboratórios de Klavs Jensen, o Warren K. Lewis Professor de engenharia química e um professor de engenharia e ciência dos materiais, e Robert Langer, o David H. Professor do Instituto de Koch e membro do Instituto de Koch. Eliani souza, Jensen, e Langer também são autores deste trabalho.

Em um estudo separado publicado no mês passado no jornal PLoS um, Eliani souza e seus colegas primeiro demonstraram que a CellSqueeze pode fornecer funcionais macromoléculas em células do sistema imunológico. A plataforma tem vantagens sobre os métodos de entrega existentes, incluindo vírus geneticamente modificados e eletroporação, que limitam-se a entregar os ácidos nucleicos. Enquanto os ácidos nucleicos pode codificar uma célula para um antígeno alvo, Esses métodos indiretos têm desvantagens: Eles têm limitada capacidade de codificação para difícil-para-identificar antígenos, e usar ácidos nucleicos carrega um risco para a edição de genoma acidental. Esses métodos também são tóxicos, e pode causar morte e danos celulares. Entregando as proteínas diretamente nas células com toxicidade mínima, CellSqueeze evita estas deficiências e, neste novo estudo, demonstra a promessa como uma plataforma versátil para a criação de vacinas mais eficazes baseados em células.

"Nosso sonho é para desovar uma aula inteira de terapias que envolvem a tirar as suas próprias células, dizendo-lhes o que fazer, e colocá-los de volta em seu corpo para lutar contra a doença, quaisquer que sejam,"Eliani souza diz.

Após o desenvolvimento CellSqueeze do MIT, Eliani souza co-fundada Sinesio Biotech em 2013 para continuar a desenvolver e comercializar a plataforma. Assim como a empresa tem crescido desde então — agora para 13 empregados — o dispositivo também evoluiu.. Eliani souza, Agora o CEO da empresa, diz que, melhorando o design e aumentando o número de canais, a geração atual tem uma taxa de transferência de 1 milhões de células por segundo.

 

Etapas futuras

Os pesquisadores dizem que eles planejam agora refinar sua vacina B-cell-based para otimizar a distribuição e função das células imunes no corpo. Uma abordagem baseada em célula-B também poderia reduzir a quantidade de sangue paciente, necessária para a elaboração de uma vacina. Neste momento, pacientes que recebem vacinas baseada em célula devem ter sangue durante várias horas cada vez que uma nova dose deve ser preparada.

Enquanto isso, Sinesio biotecnologia visa reduzir a pegada de seu dispositivo, que potencialmente poderia reduzir o tempo e o custo necessário para projetar as vacinas baseadas em células.

"Nós encaramos um futuro sistema, Se nós pode tirar proveito de sua natureza microfluídicos, como um dispositivo de cabeceira ou destacáveis em campo,"Eliani souza diz. "Em vez de enviar suas células para este grande, instalação centralizada, Você pode fazê-lo em seu hospital ou consultório do seu médico."

Como a biologia e a tecnologia tornam-se mais refinado., os autores dizem que sua abordagem potencialmente poderia ser um mais eficiente, mais eficaz, e menos dispendioso método para o desenvolvimento de terapias baseadas em células para pacientes.

"Na estrada, potencialmente se células suficientes de apenas um empate de sangue normal baseado em seringa, executá-lo através de um dispositivo de cabeceira que tem o antígeno quer vacinar contra, e então você teria a vacina,"Szeto diz.

Esta pesquisa foi financiada pelo fundo Kathy e Curt mármore câncer pesquisa através do programa de pesquisa de fronteira Koch Institute, o Instituto Nacional do câncer, o Instituto Nacional de Ciências gerais de medicina, e Howard Hughes Medical Institute.

 

Por Kevin Leonardi

 

Newsoffice.MIT.edu [en línea] Cambridge, MA (ESTADOS UNIDOS DA AMÉRICA): newsoffice.MIT.edu, 04 em junho de 2015 [Ref. 22 em maio de 2015] Disponible en Internet: http://newsoffice.MIT.edu/2015/Cell-squeezing-Device-vaccines-0522


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Respostas para “Vacinas espremidas na hora”

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

Incrível! Eu amo pesquisas do MIT :D

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