Buňky představující umělý antigen - Artificial antigen presenting cells

Buňky představující umělý antigen (aAPC) jsou novou technologií a přístupem rakovina imunoterapie. Imunoterapie si klade za cíl využít vlastní obranný mechanismus těla - imunitní systém —Rozpoznat mutovanou rakovinu buňky a zabít je tak, jak by imunitní systém rozpoznal a zabil virus. Buňky prezentující antigen jsou strážci imunitního systému a hlídají tělo patogeny. Když narazí na cizí patogeny, buňky prezentující antigen upozorní T buňky - „vojáci imunitního systému“ - že v těle je něco cizího se specifickými molekulami povrchu buňky. aAPC jsou syntetické verze těchto sentinelových buněk a jsou vyrobeny připojením specifických signálů stimulujících T-buňky k různým makro a mikro biokompatibilním povrchům. To může potenciálně snížit náklady a zároveň umožnit kontrolu nad generováním velkého počtu funkčních patogenně specifických T buněk pro terapii. Aktivované a stimulované T buňky mohou být studovány v tomto biomimetickém kontextu a použity pro adoptivní přenos jako imunoterapie.

Základní součásti aAPC

Signál 1

Obecné schéma umělé buňky prezentující antigen (aAPC). aAPC se vyrábějí konjugací obou stimulačních signálů T buněk na materiálové platformy.

Modelovány po APC, aAPC musí mít alespoň dva signály ke stimulaci antigen-specifických T buněk. První signál je hlavní komplex histokompatibility (MHC), kterému se u lidí také říká lidský leukocytový antigen (HLA). Toto je molekula, která je nabitá specifickým antigenem. MHC třídy I se nacházejí na všech buňkách a stimulují cytotoxické T buňky (CD8 buňky) a MHC třídy II se nacházejí na APC a stimulují pomocné T buňky (Buňky CD4). Je to konkrétní antigen nebo epitop, který je zaveden do MHC, určuje antigenní specificitu. Peptidem nabitý MHC je v záběru s příbuzným Receptor T buněk (TCR) nalezený na T buňkách.

Signál 2

T-buňky potřebují k aktivaci kromě signálu 1 další signál, což je zajištěno pomocí kostimulační molekuly jako jsou proteiny CD80 (B7.1) nebo CD86 (B7.2), i když byly identifikovány další další kostimulační molekuly. Když signál 2 není exprimován, ale T buňky přijímají signál 1, antigeny specifické T buňky se stanou anergickými a nevykonávají efektorovou funkci.

Signál 3

Signál 3 je stimulační sekrece APC cytokiny jako IL-2 který zvyšuje stimulaci T buněk, i když to není pro aktivaci T buněk nutné.

Typy aAPC

Buněčné aAPC byly získány transfekcí myší fibroblasty exprimovat specifické peptidem nabité molekuly HLA se stimulačním signálem B7.1 a molekulami buněčné adheze ICAM-1 a LFA-3.[1]

Mnoho mikročástice systémy byly vyvinuty, protože mikročástice představují fyziologicky podobné velikosti jako buňky. Ukázalo se také, že zakřivení a tvar mikročástic hraje důležitou roli v účinné stimulaci T buněk.[2]

Nanočástice byly také použity. Nanočástice mají ve srovnání s mikročásticemi další výhodu zvýšeného transportu po injekci do těla. Nanočástice jsou schopné být transportovány přes porézní extracelulární matrix mnohem jednodušší a dosáhnout lymfatické uzliny kde se nacházejí T buňky.[3] Nanočástice oxidu železa byly také použity k využití superparamagnetických vlastností ak seskupení obou signálů ke zvýšení stimulace T buněk.[4]

Použité materiály zahrnují poly (kyselina glykolová), poly (kyselina mléčná-glykolová), oxid železa, liposomy, lipidové dvojvrstvy, sepharose, polystyren a Polyisokyanopeptidy.[5]

Použití

aAPC odstraňují potřebu sklízet pacientově specifické APC, jako je dendritické buňky (DC) a proces aktivace DC při stimulaci antigen-specifických T buněk. Protože byly objeveny specifické rakovinové antigeny, mohou být tyto antigeny zavedeny do aAPC, aby úspěšně stimulovaly a rozšiřovaly nádorově specifické cytotoxické T buňky. Tyto T buňky pak mohou být znovu infundovány nebo adoptivně přeneseny do pacienta pro účinnou terapii rakoviny. Tato technologie je v současné době testována v laboratořích pro potenciální použití v léčbě rakoviny a pro studium mechanismů endogenní APC signalizace.

Reference

  1. ^ Latouche, Jean-Baptiste; Sadelain, Michel (2000). "Indukce lidských cytotoxických T lymfocytů umělými buňkami prezentujícími antigen". Přírodní biotechnologie. 18 (4): 405–409. doi:10.1038/74455. PMID  10748520.
  2. ^ Sunshine, Joel C; Perica, Karlo; Schneck, Jonathan P; Green, Jordan J (2014). "Závislost tvaru částic na aktivaci T buněk CD8 + buňkami s umělými antigeny". Biomateriály. 35 (1): 269–277. doi:10.1016 / j.biomaterials.2013.09.050. PMC  3902087. PMID  24099710.
  3. ^ Perica, Karlo; De León Medero, Andrés; Durai, Malarvizhi; Chiu, Yen Ling; Bieler, Joan Glick; Sibener, Leah; Niemöller, Michaela; Assenmacher, Mario; Richter, Anne; Edidin, Michael; Oelke, Mathias; Schneck, Jonathan (2014). „Nanoscale umělý antigen prezentující buňky pro imunoterapii T buňkami“. Nanomedicína: nanotechnologie, biologie a medicína. 10 (1): 119–129. doi:10.1016 / j.nano.2013.06.015. PMC  4114774. PMID  23891987.
  4. ^ Perica, Karlo; Tu, Ang; Richter, Anne; Bieler, Joan Glick; Edidin, Michael; Schneck, Jonathan P (2014). „Shlukování receptorů T buněk indukovaných magnetickým polem pomocí nanočástic zvyšuje aktivaci T buněk a stimuluje protinádorovou aktivitu“. ACS Nano. 8 (3): 2252–2260. doi:10.1021 / nn405520d. PMC  4004316. PMID  24564881.
  5. ^ Perica, Karlo; Kosmides, Alyssa K; Schneck, Jonathan P (2015). „Propojení formy s funkcí: Biofyzikální aspekty designu buněk představujících umělý antigen“. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - výzkum molekulárních buněk. 1853 (4): 781–790. doi:10.1016 / j.bbamcr.2014.09.001. PMC  4344884. PMID  25200637.