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模拟抗原呈递细胞的生物材料支架促进T细胞高效增殖

发布时间:2018-02-02

免疫学家和肿瘤学家正在利用过继细胞转移技术,操纵人体的免疫系统来抵抗癌症和其他疾病。在正常的免疫反应中,一种被称作T细胞的白细胞经另一种被称作抗原呈递细胞(APC)的免疫细胞的指导后,会扩大数量并保持存活。过继细胞转移程序正是在培养皿中模拟这一过程,即从患者身上取出T细胞,让它们繁殖,有时对它们进行基因修饰,然后将它们移植回患者体内,这样就能够找到并杀死癌细胞。这些程序通常需要数周的时间才能产生大批量的治疗性T细胞。

在一项新的研究中,美国哈佛大学怀斯生物启发工程研究所报告了一种替代材料的T细胞扩增方法。利用一种模拟APC的生物材料支架,实现了比现有方法更好地促进小鼠和人类原代T细胞增殖;并且经过表达嵌合抗原受体的T细胞(CAR-T细胞)治疗的小鼠淋巴瘤模型中证实了这些CAR-T细胞经过基因改造后靶向破坏淋巴瘤细胞的潜力。

为了设计模拟APC的支架,研究人员首先将白细胞介素2(IL-2),一种由APC产生的因子,能够延长相关的T细胞存活,装载在微小的介孔硅棒(mesoporous silica rods, MSR)中。随后利用形成薄薄的类似于APC的外膜的支撑性脂质双层(SLB)的脂质包被MSR,接着利用一对激活T细胞的抗体对这种支撑性脂质双层进行功能化处理,这样抗体在脂质层中移动并且能够结合T细胞表面上的受体/辅助受体分子。在培养基中,三维支架通过MSR沉降和随机堆积而自发形成,形成足够大的孔从而允许T细胞进入、移动和聚集,从而提供增殖信号。APC模拟支架还能够随意调整在想要的免疫反应中发挥不同作用的T细胞亚群的比例。

基于这些发现,研究人员展示了T细胞增殖平台在一种治疗模型中的实用性。利用APC模拟支架进行增殖的特定CAR-T细胞产物能够促进治疗一种人类淋巴瘤癌症的小鼠模型。在单剂量注射中,APC模拟支架使小鼠和人类的原代T细胞增殖增加了2~10倍。经设计后激活特定类型的CAR-T细胞的APC模拟支架能够比类似设计的增殖株在更长的培养时间里产生更多数量的,经过基因修饰的T细胞,并且所形成的细胞同样有效地杀死这些小鼠中的淋巴瘤细胞。

在成功地使用这种材料让样品中存在的所有T细胞增殖后,研究人员证实APC模拟支架也能够被用来让更复杂的细胞混合物中的抗原特异性T细胞克隆增殖。这些T细胞克隆由免疫系统稳定地产生来识别外来蛋白中包含的小分子特定肽。未来,研究人员将试验把源自病毒蛋白的小肽呈递给T细胞的相容性组织复合体(MHC)支架。

(信息来源:生物谷)