Искусственные антигенпредставляющие клетки - Artificial antigen presenting cells

Искусственные антигенпредставляющие клетки (aAPC) - это новая технология и подход к рак иммунотерапия. Иммунотерапия направлена ​​на использование собственного защитного механизма организма - иммунная система - распознать мутировавший рак клетки и убить их так, как иммунная система распознала бы и убила вирус. Антигенпредставляющие клетки являются стражами иммунной системы и патрулируют тело для патогены. Когда они сталкиваются с чужеродными патогенами, антигенпрезентирующие клетки предупреждают Т-клетки - «солдаты иммунной системы» - что в организме есть что-то чужеродное с определенными молекулами клеточной поверхности. aAPC являются синтетическими версиями этих сигнальных клеток и создаются путем прикрепления специфических сигналов стимуляции Т-клеток к различным макро и микробиосовместимым поверхностям. Это потенциально может снизить стоимость, позволяя контролировать создание большого количества функциональных патоген-специфичных Т-клеток для терапии. Активированные и стимулированные Т-клетки можно изучать в этом биомиметическом контексте и использовать для адоптивного переноса в качестве иммунотерапия.

Основные компоненты aAPC

Сигнал 1

Общая схема искусственной антигенпрезентирующей клетки (аАРС). aAPC образуются путем конъюгирования обоих стимулирующих сигналов Т-клеток с материальными платформами.

Смоделированные по образцу APC, aAPC должны иметь по крайней мере два сигнала для стимуляции антигенспецифических Т-клеток. Первый сигнал - это главный комплекс гистосовместимости (MHC), который у людей также называют человеческий лейкоцитарный антиген (HLA). Это молекула, которая загружена специфическим антигеном. MHC класса I обнаруживаются во всех клетках и стимулируют цитотоксические Т-клетки (Клетки CD8) и MHC класса II обнаруживаются на APC и стимулируют хелперные Т-клетки (Клетки CD4). Это специфический антиген или эпитоп, загруженный в MHC, определяет антиген-специфичность. Нагруженный пептидом MHC взаимодействует с родственными Рецептор Т-клеток (TCR) обнаружен на Т-клетках.

Сигнал 2

Т-клеткам нужен еще один сигнал, чтобы активироваться в дополнение к Сигналу 1, это делается с помощью костимуляторные молекулы такие как белки CD80 (B7.1) или CD86 (B7.2), хотя были идентифицированы другие дополнительные молекулы костимуляции. Когда сигнал 2 не экспрессируется, но Т-клетки получают сигнал 1, антиген-специфические Т-клетки становятся анергическими и не выполняют эффекторную функцию.

Сигнал 3

Сигнал 3 - это секреция АПК стимулирующего цитокины Такие как Ил-2 который усиливает стимуляцию Т-клеток, хотя это не требуется для активации Т-клеток.

Типы АПК

Клеточные аАРС были получены путем трансфекции мышиных фибробласты для экспрессии специфических загруженных пептидами молекул HLA с костимулирующим сигналом B7.1 и молекул клеточной адгезии ICAM-1 и LFA-3.[1]

Много микрочастица Системы были разработаны, поскольку микрочастицы имеют физиологически схожие размеры с клетками. Кривизна и форма микрочастиц также играют важную роль в эффективной стимуляции Т-клеток.[2]

Наночастицы также использовались. Наночастицы обладают дополнительным преимуществом в виде улучшенного транспорта после введения в организм по сравнению с микрочастицами. Наночастицы могут переноситься через пористую внеклеточный матрикс намного проще и добраться до лимфатический узел где находятся Т-клетки.[3] Кроме того, наночастицы оксида железа использовались для использования суперпарамагнитных свойств и объединения обоих сигналов для усиления стимуляции Т-клеток.[4]

Использованные материалы включают поли (гликолевая кислота), поли (молочно-гликолевая кислота), оксид железа, липосомы, липидные бислои, сефароза, полистирол и Полиизоцианопептиды.[5]

Использует

aAPC устраняют необходимость сбора специфических для пациента APC, таких как дендритные клетки (DC) и процесс активации DC при стимуляции антиген-специфических Т-клеток. Когда были обнаружены специфические раковые антигены, эти антигены могут быть загружены в aAPC для успешной стимуляции и размножения опухолеспецифических цитотоксических Т-клеток. Эти Т-клетки можно затем повторно ввести или адаптивно перенести пациенту для эффективной терапии рака. Эта технология в настоящее время тестируется в лабораториях для потенциального использования в терапии рака и для изучения механизмов передачи сигналов эндогенного APC.

Рекомендации

  1. ^ Латуш, Жан-Батист; Sadelain, Мишель (2000). «Индукция цитотоксических Т-лимфоцитов человека искусственными антигенпрезентирующими клетками». Природа Биотехнологии. 18 (4): 405–409. Дои:10.1038/74455. PMID  10748520.
  2. ^ Саншайн, Джоэл С; Перика, Карло; Шнек, Джонатан П.; Грин, Джордан Дж (2014). «Зависимость от формы частиц активации CD8 + Т-клеток искусственными антигенпредставляющими клетками». Биоматериалы. 35 (1): 269–277. Дои:10.1016 / j.biomaterials.2013.09.050. ЧВК  3902087. PMID  24099710.
  3. ^ Перика, Карло; Де Леон Медеро, Андрес; Дурай, Маларвижи; Чиу, Йен Линг; Билер, Джоан Глик; Сибенер, Лия; Нимёллер, Михаэла; Ассенмахер, Марио; Рихтер, Энн; Эдидин, Михаил; Эльке, Матиас; Шнек, Джонатан (2014). «Наноразмерные искусственные антигенпрезентирующие клетки для Т-клеточной иммунотерапии». Наномедицина: нанотехнологии, биология и медицина. 10 (1): 119–129. Дои:10.1016 / j.nano.2013.06.015. ЧВК  4114774. PMID  23891987.
  4. ^ Перика, Карло; Tu, Ang; Рихтер, Энн; Билер, Джоан Глик; Эдидин, Михаил; Шнек, Джонатан П. (2014). «Индуцированная магнитным полем кластеризация рецепторов Т-клеток с помощью наночастиц усиливает активацию Т-клеток и стимулирует противоопухолевую активность». САУ Нано. 8 (3): 2252–2260. Дои:10.1021 / nn405520d. ЧВК  4004316. PMID  24564881.
  5. ^ Перика, Карло; Космидес, Алисса К.; Шнек, Джонатан П. (2015). «Связывание формы с функцией: биофизические аспекты дизайна искусственных антигенпредставляющих клеток». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Исследование молекулярных клеток. 1853 (4): 781–790. Дои:10.1016 / j.bbamcr.2014.09.001. ЧВК  4344884. PMID  25200637.