Инкапсуляция клеток - Википедия - Cell encapsulation

Клетка микрокапсуляция технология включает иммобилизация ячеек в полимерный полупроницаемая мембрана что позволяет двунаправленный распространение молекул, таких как приток кислорода, питательных веществ, факторы роста и т. д. необходимы для клетки метаболизм и распространение отходов наружу и терапевтический белки. В то же время полупроницаемая природа мембраны предотвращает образование иммунных клеток и антитела от разрушения инкапсулированных клеток, считая их чужеродными захватчиками.

Главный мотив инкапсуляция клеток Технология призвана преодолеть существующую проблему отторжения трансплантата в тканевой инженерии и, таким образом, снизить потребность в долгосрочном использовании иммунодепрессанты после трансплантация органа для контроля побочных эффектов.

Схема, иллюстрирующая микрокапсулирование клеток.
Схема, иллюстрирующая микрокапсулирование клеток.

История

В 1933 году Винченцо Бишелье сделал первую попытку инкапсулировать клетки в полимерные мембраны. Он продемонстрировал, что опухоль клетки в полимерной структуре, трансплантированные свинье брюшной полость оставалась жизнеспособной в течение длительного периода, не отвергаясь иммунная система.[1]

Тридцать лет спустя, в 1964 году, идея инкапсуляции клеток в микрокапсулы с ультратонкой полимерной мембраной для обеспечения иммунной защиты клеток была предложена Дж. Томас Чанг кто ввел термин "искусственные клетки «дать определение этой концепции биоинкапсуляции.[2] Он предположил, что эти искусственные клетки, полученные капельным методом, не только защищают инкапсулированные клетки от иммуноотражения, но также обеспечивают высокое соотношение поверхности к объему, обеспечивая хороший массоперенос кислорода и питательных веществ.[2]Двадцать лет спустя этот подход был успешно применен на практике на небольших моделях животных, когда альгинат-полилизин-альгинатные (АРА) микрокапсулы иммобилизировали ксенотрансплантат. островок клетки были разработаны.[3] Исследование показало, что когда эти микрокапсулированные островки были имплантированы в диабетик крыс, клетки оставались жизнеспособными и контролировались глюкоза Уровни в течение нескольких недель. Испытания на людях с использованием инкапсулированных клеток были проведены в 1998 году.[4][5][6] Инкапсулированные клетки, экспрессирующие фермент цитохрома P450 для локальной активации противоопухолевого пролекарства, использовали в испытании на запущенном неоперабельном раке поджелудочной железы. Было продемонстрировано примерно удвоение времени выживания по сравнению с историческим контролем.

Микрокапсуляция клеток как инструмент тканевой инженерии и регенеративной медицины

Могут возникнуть вопросы относительно того, почему даже требуется метод инкапсуляции клеток, если терапевтические продукты можно было просто ввести в это место. Важной причиной этого является то, что инкапсулированные клетки могут обеспечить источник длительного непрерывного высвобождения терапевтических продуктов в течение более длительных периодов времени в месте имплантации. Еще одно преимущество технологии микрокапсулирования клеток состоит в том, что она позволяет загружать нечеловеческие и генетически модифицированные клетки в полимерную матрицу, когда доступность донорских клеток ограничена.[7] Микрокапсулирование является ценным методом для местной, региональной и пероральной доставки терапевтических продуктов, поскольку его можно имплантировать в различные типы тканей и органов. Для длительного доставки лекарств к месту лечения имплантация этих загруженных лекарством искусственных клеток была бы более рентабельной по сравнению с прямой доставкой лекарства. Более того, перспектива имплантации искусственных клеток с аналогичным химическим составом нескольким пациентам, независимо от их лейкоцитарного антигена, может снова позволить снизить затраты.[7]

Ключевые параметры технологии микрокапсулирования клеток

Потенциал использования микрокапсулирования клеток в успешных клинических применениях может быть реализован только в том случае, если несколько требований, возникающих в процессе разработки, будут оптимизированы, например, использование соответствующего биосовместимый полимер для образования механически и химически стабильной полупроницаемой матрицы, производство микрокапсул одинакового размера, использование соответствующих иммуносовместимых поликатионов, поперечно связанных с инкапсулирующим полимером, для стабилизации капсул, выбор подходящего типа клеток в зависимости от ситуации.

Биоматериалы

Использование лучшего биоматериала в зависимости от области применения имеет решающее значение при разработке систем доставки лекарств и тканевой инженерии. Полимер альгинат очень часто используется из-за его раннего открытия, легкой доступности и низкой стоимости, но другие материалы, такие как сульфат целлюлозы, коллаген, хитозан, желатин и агароза также были наняты.

Альгинат

Несколько групп тщательно изучили несколько природных и синтетических полимеров с целью разработки наиболее подходящего биоматериала для микрокапсулирования клеток.[8][9] Была проделана обширная работа с использованием альгинатов, которые считаются наиболее подходящими биоматериалами для микрокапсулирования клеток из-за их большого количества, превосходной биосовместимости и биоразлагаемость характеристики. Альгинат - это натуральный полимер, который можно извлечь из морских водорослей и бактерии[10] с многочисленными составами на основе источника изоляции.[10]

Альгинат не свободен от всякой критики. Некоторые исследователи считают, что альгинаты с высоким содержанием М могут вызывать воспалительный отклик[11][12] и аномальный рост клеток[13] в то время как некоторые продемонстрировали, что альгинат с высоким содержанием G приводят к еще большему разрастанию клеток[14][15] и воспалительная реакция in vivo по сравнению с альгинатами промежуточного G.[16][17]Даже сверхчистые альгинаты могут содержать эндотоксины, и полифенолы что может поставить под угрозу биосовместимость полученных клеточных микрокапсул.[15][18][19] Было показано, что даже несмотря на то, что процессы очистки успешно снижают содержание эндотоксинов и полифенолов в обработанном альгинате, трудно снизить содержание белка.[18] а процессы очистки, в свою очередь, могут изменить свойства биоматериала.[19] Таким образом, важно, чтобы эффективный процесс очистки был разработан таким образом, чтобы удалить все загрязнения из альгината, прежде чем его можно будет успешно использовать в клинических применениях.

Модификация и функционализация альгината

Исследователи также смогли разработать альгинатные микрокапсулы с измененной формой альгината с повышенной биосовместимостью и более высокой устойчивостью к осмотическому набуханию.[20][21] Другой подход к увеличению биосовместимости мембранного биоматериала заключается в модификации поверхности капсул с использованием пептид и белковые молекулы, которые, в свою очередь, контролируют пролиферацию и скорость дифференцировки инкапсулированных клеток. Одна группа, которая активно работала над сочетанием аминокислотной последовательности Arg-Gly-Asp (RGD) с альгинатными гидрогелями, продемонстрировала, что поведение клеток можно контролировать с помощью плотности RGD, связанной с альгинатными гелями. Микрочастицы альгината, нагруженные клетками миобластов и функционализированные с помощью RGD, позволяли контролировать рост и дифференцировку нагруженных клеток.[22][23] Другой жизненно важный фактор, который контролирует использование клеточных микрокапсул в клинических применениях, - это разработка подходящего иммуносовместимого поликатиона для покрытия высокопористых альгинатных гранул и, таким образом, придания стабильности и иммунной защиты системе.[24] Поли-L-лизин представляет собой наиболее часто используемый поликатион, но его низкая биосовместимость ограничивает успешное клиническое использование этих микрокапсул, созданных на основе PLL, которые привлекают воспалительные клетки, вызывая некроз нагруженных клеток.[25] Исследования также показали, что микрокапсулы альгинат-PLL-альгинат (APA) демонстрируют низкую механическую стабильность и краткосрочную долговечность. Таким образом, несколько исследовательских групп искали альтернативы PLL и продемонстрировали многообещающие результаты с поли-L-орнитином.[26] и поли (метилен-когуанидин) гидрохлорид[27] путем изготовления прочных микрокапсул с высокой и контролируемой механической прочностью для инкапсуляции клеток.

Несколько групп также исследовали использование хитозан который представляет собой естественный поликатион в качестве потенциальной замены PLL для изготовления микрокапсул альгинат-хитозан (AC) для приложений доставки клеток.[28][29] Однако исследования также показали, что стабильность этой AC мембраны снова ограничена.[30][31] и одна группа продемонстрировала, что модификация этих микрокапсул альгинат-хитозан с генипин, встречающийся в природе иридоидный глюкозид из плодов гардении, с образованием микрокапсул альгинат-хитозана (GCAC), поперечно сшитых генипином, может повысить стабильность микрокапсул, нагруженных клетками.[30]

Microphotographs of the alginate-chitosan (AC) microcapsules.
Микрофотографии альгинат -хитозан (AC) микрокапсулы.

Коллаген

Коллаген, основной белковый компонент внеклеточного матрикса, поддерживает такие ткани, как кожа, хрящ, кости, кровеносные сосуды и связки, и, таким образом, считается модельным каркасом или матрицей для тканевой инженерии благодаря своим свойствам биосовместимости. биоразлагаемость и способность способствовать связыванию клеток.[32] Эта способность позволяет хитозану контролировать распределение клеток внутри полимерной системы. Таким образом, коллаген типа I, полученный из тканей животных, в настоящее время успешно используется в коммерческих целях в качестве биоматериала тканевой инженерии для множества применений.[33] Коллаген также использовался для восстановления нервов.[34] и инженерия мочевого пузыря.[27] Иммуногенность ограничил применение коллагена. По этой причине желатин считается альтернативой.[35]

Желатин

Желатин готовится из денатурации коллаген и многие желательные свойства, такие как биоразлагаемость, биосовместимость, неиммуногенность в физиологических условиях и простота обработки делают этот полимер хорошим выбором для применения в тканевой инженерии.[36] Он используется в инженерных тканях для кожи, костей и хрящей, а также в коммерческих целях для замены кожи.[37]

Хитозан

Хитозан представляет собой полисахарид, состоящий из случайно распределенного β- (1-4) -связанного D-глюкозамина (деацетилированное звено) и N-ацетил-D-глюкозамина (ацетилированное звено). Это происходит из N-деацетилирования хитин и использовался для нескольких приложений, таких как доставки лекарств,[38] имплантаты, заполняющие пространство[39] и в перевязочных материалах для ран.[40] Однако недостатком этого полимера являются его слабые механические свойства, поэтому его часто комбинируют с другими полимерами, такими как коллаген для образования полимера с более сильными механическими свойствами для применения в инкапсуляции ячеек.[41]

Агароза

Агароза это полисахарид получено из морских водорослей, используемых для наноинкапсулирования клеток и суспензии клеток / агарозы[42] можно модифицировать для образования микрогранул путем снижения температуры во время приготовления.[43] Однако одним недостатком полученных таким образом микрогранул является возможность протрузии клеток через полимерный матричная стенка после образования капсул.

Сульфат целлюлозы

Сульфат целлюлозы получают из хлопка, и после соответствующей обработки его можно использовать в качестве биосовместимой основы для суспендирования клеток. Когда раствор полианионного сульфата целлюлозы погружают во второй поликатионный раствор (например, pDADMAC), полупроницаемая мембрана образуется вокруг суспендированных клеток в результате гелеобразования между двумя полиионами. И линии клеток млекопитающих, и бактериальные клетки остаются жизнеспособными и продолжают реплицироваться в мембране капсулы, чтобы заполнить капсулу. Таким образом, в отличие от некоторых других инкапсулирующих материалов, капсулы можно использовать для выращивания клеток и действовать как мини-биореактор. Биосовместимость материала была продемонстрирована во время исследований с использованием самих наполненных клетками капсул для имплантации, а также изолированного материала капсул.[44] Капсулы, сформированные из сульфата целлюлозы, успешно используются, демонстрируя безопасность и эффективность, в клинических и доклинических испытаниях как на людях, так и на животных, в первую очередь в качестве противораковых препаратов, но также исследуются возможные применения для генной терапии или терапии антителами.[4][45][46][47][48] Используя сульфат целлюлозы, стало возможным производить инкапсулированные клетки в качестве фармацевтического продукта в больших масштабах и соответствовать стандартам надлежащего производственного процесса (cGMP). Этого добилась компания Austrianova в 2007 году.[49]

Биосовместимость

Использование идеального высококачественного биоматериала с присущими ему свойствами биосовместимости является наиболее важным фактором, определяющим долгосрочную эффективность этой технологии. Идеальный биоматериал для инкапсуляции клеток должен быть полностью биосовместимый, не вызывает иммунного ответа у хозяина и не мешает клеткам гомеостаз чтобы обеспечить высокую жизнеспособность клеток.[50] Однако одним из основных ограничений была невозможность воспроизвести различные биоматериалы и требования для получения лучшего понимания химии и биофункциональности биоматериалов и микрокапсуляция система.[42] Несколько исследований показывают, что модификация поверхности этих клеток, содержащих микрочастицы, позволяет контролировать рост и дифференцировку клеток.[42][51] инкапсулированных ячеек.[52]

В одном исследовании предлагалось использовать дзета-потенциал который измеряет электрический заряд микрокапсулы как средство прогнозирования межфазной реакции между микрокапсулой и окружающей тканью и, в свою очередь, биосовместимости системы доставки.[53]

Проницаемость микрокапсул

Основной критерий, который должен быть установлен при разработке любого устройства с полупроницаемая мембрана заключается в регулировке проницаемости устройства с точки зрения входа и выхода молекул.[54][55] Важно, чтобы микрокапсула клетки была спроектирована с однородной толщиной и должна контролировать как скорость молекул, входящих в капсулу, необходимую для жизнеспособности клеток, так и скорость терапевтический продукты и отходы, покидающие мембрану капсулы. Иммунозащита нагруженных клеток - ключевой вопрос, который необходимо учитывать при работе над проницаемостью инкапсуляционной мембраны, поскольку не только иммунные клетки, но и антитела и цитокины должно быть предотвращено попадание в микрокапсулу, что фактически зависит от размера пор биомембраны.[55]

Было показано, что, поскольку разные типы клеток имеют разные метаболические потребности, таким образом, в зависимости от типа клеток, инкапсулированных в мембране, проницаемость мембраны должна быть оптимизирована.[56] Несколько групп были посвящены изучению проницаемости мембран клеточных микрокапсул.[51][52][57] и хотя была продемонстрирована роль проницаемости некоторых основных элементов, таких как кислород,[58] требования к проницаемости для каждого типа ячеек еще предстоит определить.

Цитрат натрия используется для разложения гранул альгината после инкапсуляции клеток.[59] Для определения жизнеспособности клеток или для дальнейших экспериментов. Для растворения альгинатных сфер используются концентрации приблизительно 25 мМ, раствор центрифугируют, чтобы можно было удалить цитрат натрия и собрать клетки.

Механическая прочность и долговечность

Важно, чтобы микрокапсулы обладали достаточной прочностью мембраны (механической стабильностью), чтобы выдерживать физические и осмотический стресс например, при обмене питательными веществами и продуктами жизнедеятельности. Микрокапсулы должны быть достаточно прочными и не должны разрываться при имплантации, поскольку это может привести к иммунному отторжению инкапсулированных клеток.[55] Например, в случае ксенотрансплантация, потребуется более плотная и стабильная мембрана по сравнению с аллотрансплантация. Кроме того, при исследовании возможности использования микрокапсул APA, загруженных гидролазой желчных солей (BSH), сверхпродуцирующих активные Лактобациллы plantarum 80 клеток в смоделированном желудочно-кишечный тракт модели для пероральной доставки оценивали механическую целостность и форму микрокапсул. Было показано, что микрокапсулы APA потенциально могут быть использованы для пероральной доставки живых бактериальных клеток.[60] Однако дальнейшие исследования доказали, что микрокапсулы GCAC обладают более высокой механической стабильностью по сравнению с микрокапсулами APA для пероральной доставки.[61] Martoni et al. экспериментировали с наполненными бактериями капсулами, которые можно было принимать внутрь, чтобы снизить уровень холестерина в сыворотке. Капсулы прокачивали через серию сосудов, имитирующих желудочно-кишечный тракт человека, чтобы определить, насколько хорошо капсулы выживут в организме. Необходимы обширные исследования механических свойств биоматериала, который будет использоваться для микрокапсулирования клеток, чтобы определить долговечность микрокапсул во время производства и особенно для приложений in vivo, где требуется длительное высвобождение терапевтического продукта в течение длительного времени. Van der Wijngaart et al. al.[57] прививали твердую, но проницаемую оболочку вокруг ячеек, чтобы обеспечить повышенную механическую прочность.

Иллюстрация целостности микрокапсул APA и морфологических изменений во время моделирования транзита через желудочно-кишечный тракт. (а) Транзит перед желудком. (b) Транзит после желудка (60 минут). (c) Пост-желудочный (60 минут) и кишечный (10-часовой) транзит. Размер микрокапсул: (а) 608 ± 36 мкм (б) 544 ± 40 мкм (в) 725 ± 55 мкм.
Иллюстрация целостности микрокапсул APA и морфологических изменений во время моделирования транзита через желудочно-кишечный тракт. (а) Транзит перед желудком. (b) Транзит после желудка (60 минут). (c) Пост-желудочный (60 минут) и кишечный (10-часовой) транзит. Размер микрокапсул: (а) 608 ± 36 мкм (б) 544 ± 40 мкм (в) 725 ± 55 мкм. Из Martoni et al. (2007).

Цитрат натрия используется для разложения гранул альгината после инкапсуляции клеток.[59] Для определения жизнеспособности клеток или для дальнейших экспериментов. Для растворения альгинатных сфер используются концентрации приблизительно 25 мМ, раствор центрифугируют, чтобы можно было удалить цитрат натрия и собрать клетки.

Методы испытания механических свойств микрокапсул

  • А Реометр[62] это машина, используемая для тестирования
    • скорость сдвига
    • прочность на сдвиг
    • коэффициент согласованности
    • индекс поведения потока
  • Вискозиметр - испытание прочности на сдвиг

Генерация микрокапсул

Микрофлюидика

Микрофлюидики на основе капель можно использовать для создания микрочастиц повторяемого размера.[57]

  • манипуляции с раствором альгината для создания микрокапсул

Электрораспыление Методы[62]

Электронное распыление используется для создания альгинатных сфер путем прокачки раствора альгината через иглу. Источник высокого напряжения, обычно обеспечиваемый зажимом, прикрепленным к игле, используется для создания электрического потенциала, при котором альгинат падает с кончика иглы в раствор, содержащий заземление. Хлорид кальция используется в качестве сшивающего раствора, в котором образовавшиеся капсулы падают туда, где они затвердевают примерно через 30 минут. Бусинки образуются из иглы за счет заряда и поверхностного натяжения.

  • Зависимость от размера бусинок
    • изменение высоты устройства от иглы до раствора хлорида кальция
    • изменение напряжения зажима на игле
    • изменение концентрации альгината

Размер микрокапсулы

Диаметр микрокапсул является важным фактором, влияющим как на иммунный ответ на клеточные микрокапсулы, так и на перенос массы через мембрану капсулы. Исследования показывают, что клеточная реакция на капсулы меньшего размера намного меньше, чем на капсулы большего размера.[63] и в целом диаметр микрокапсул, нагруженных клетками, должен составлять 350-450 мкм, чтобы обеспечить эффективную диффузию через полупроницаемую мембрану.[64][65]

Выбор ячейки

Тип клеток, выбранный для этого метода, зависит от желаемого применения клеточных микрокапсул. Клетки, помещенные в капсулы, могут быть от пациента (аутологичный клетки), от другого донора (аллогенные клетки) или от других видов (ксеногенные клетки).[66] Использование аутологичных клеток в терапии микрокапсулирования ограничено доступностью этих клеток, и, хотя ксеногенные клетки легко доступны, опасность возможной передачи вирусы, особенно свинья эндогенный ретровирус пациенту ограничивает их клиническое применение,[67] и после долгих дебатов несколько групп пришли к выводу, что исследования должны включать использование аллогенных вместо ксеногенных клеток.[68] В зависимости от области применения клетки могут быть генетически изменены для экспрессии любого необходимого белка.[69] Однако необходимо провести достаточно исследований, чтобы подтвердить безопасность и стабильность экспрессированного гена, прежде чем можно будет использовать эти типы клеток.

Эта технология не получила одобрения для клинических испытаний из-за высокой иммуногенности клеток, загруженных в капсулы. Они выделяют цитокины и произвести серьезный воспалительный реакция в месте имплантации вокруг капсул, что, в свою очередь, приводит к снижению жизнеспособности инкапсулированных клеток.[15][70] Одним из перспективных подходов, которые изучаются, является введение противовоспалительных препаратов для снижения иммунного ответа, вызванного введением микрокапсул, нагруженных клетками.[71][72] Другой подход, который сейчас является предметом обширных исследований, - это использование стволовые клетки такие как мезенхимальные стволовые клетки для долгосрочного микрокапсулирования клеток и применения клеточной терапии в надежде снизить иммунный ответ у пациента после имплантации.[73] Другой проблемой, которая ставит под угрозу долгосрочную жизнеспособность микрокапсулированных клеток, является использование быстро пролиферирующих клеточных линий, которые в конечном итоге заполняют всю систему и приводят к снижению распространение эффективность через полупроницаемую мембрану капсулы.[69] Решением этого может быть использование таких типов клеток, как миобласты которые не размножаются после процедуры микрокапсулирования.

Нетерапевтические приложения

Пробиотики все чаще используются в многочисленных молочных продуктах, таких как мороженое, сухое молоко, йогурты, замороженные молочные десерты и сыр, благодаря их важной пользе для здоровья. Но низкая жизнеспособность пробиотика бактерии в еде по-прежнему остается серьезным препятствием. В pH содержание растворенного кислорода, титруемая кислотность, температура хранения, виды и штаммы ассоциативно ферментированных организмов молочных продуктов, а также концентрация молочной и уксусной кислот - вот некоторые из факторов, которые сильно влияют на жизнеспособность пробиотиков в продукте.[74][75][76] Как установлено Продовольственная и сельскохозяйственная организация (ФАО) Организации Объединенных Наций и Всемирная организация здоровья (ВОЗ), стандарт, чтобы считаться здоровой пищей с пробитическими добавками, продукт должен содержать на грамм не менее 106-107 КОЕ из жизнеспособный пробиотические бактерии.[77] Необходимо, чтобы в производимом продукте бактериальные клетки оставались стабильными и здоровыми, были достаточно жизнеспособный при движении по верхнему отделу пищеварительного тракта и способны оказывать положительное воздействие при попадании в кишечник хозяина.[78]

Технология микрокапсулирования клеток успешно применяется в пищевой промышленности для инкапсулирования клеток живых пробиотических бактерий с целью повышения жизнеспособности бактерий при переработке молочных продуктов и для целевой доставки в желудочно-кишечный тракт.[79]

Помимо молочных продуктов, микрокапсулированные пробиотики также использовались в немолочных продуктах, таких как TheresweetTM который является подсластитель. Может использоваться как удобный транспорт для доставки инкапсулированных Лактобациллы в кишечник, хотя сам по себе не является молочным продуктом.

Терапевтическое применение

Сахарный диабет

Возможности использования биоискусственная поджелудочная железа, для лечения сахарный диабет, основанный на инкапсулировании островок клетки внутри полупроницаемой мембраны активно изучаются учеными. Эти устройства могут устранить необходимость в иммунодепрессанты Помимо окончательного решения проблемы нехватки доноров органов. Использование микрокапсулирования защитит островковые клетки от иммунного отторжения, а также позволит использовать клетки животных или генетически модифицированные клетки, продуцирующие инсулин.[80] Есть надежда, что разработка этих микрокапсул, инкапсулированных в островки, может предотвратить потребность в инъекциях инсулина, необходимых несколько раз в день пациентам с диабетом 1 типа.[66] В Эдмонтонский протокол включает имплантацию островков человека, извлеченных от трупных доноров, и продемонстрировал улучшения в лечении диабетиков 1 типа, склонных к гипогликемический неосведомленность.[81] Однако два основных препятствия, с которыми сталкивается этот метод, - это ограниченная доступность донорских органов и необходимость иммуносупрессоры для предотвращения иммунного ответа в организме пациента.

Несколько исследований были посвящены разработке биоискусственной поджелудочной железы, включающей иммобилизацию островков Лангерганса внутри полимерных капсул. Первая попытка достижения этой цели была продемонстрирована в 1980 году Lim et al. где островковые клетки ксенотрансплантата были инкапсулированы внутри микрокапсул альгинат-полилизина и показали значительные результаты in vivo в течение нескольких недель.[3] Предполагается, что имплантация этих инкапсулированных клеток поможет избежать использования иммунодепрессантов, а также позволит использовать клетки ксенотрансплантата, таким образом устраняя проблему нехватки доноров.

Полимеры, используемые для микрокапсулирования островков, представляют собой альгинат,[82] хитозан,[83] полиэтиленгликоль (ПЭГ),[84] агароза,[85] сульфат целлюлозы натрия и нерастворимый в воде полиакрилаты причем обычно применяемыми полимерами являются альгинат и ПЭГ. При успешных исследованиях in vitro, проводимых с использованием этого метода, ведется значительная работа по клиническим испытаниям с использованием микрокапсулированных островков человека. В 2003 году министерство здравоохранения Италии разрешило использовать микрокапсулы альгинат / PLO, содержащие островковые клетки, для пилотных клинических испытаний фазы 1 в Университете Перуджи.[54] В другом исследовании потенциал клинического применения ПЭГилирования и низких доз иммунодепрессанта циклоспорин Были оценены. Испытание, начатое компанией Novocell в 2005 году, в настоящее время составляет фазу I / II клинических испытаний, включающих имплантацию островковых аллотрансплантатов в подкожный сайт.[86] Тем не менее, были спорные исследования с участием клинических испытаний на людях, в которых компания Living Cell Technologies Ltd продемонстрировала выживаемость функциональных ксеногенных клеток, трансплантированных без иммуносупрессивных препаратов, в течение 9,5 лет.[87] Однако это испытание было подвергнуто резкой критике со стороны Международной ассоциации ксенотрансплантации как рискованное и преждевременное.[88]Однако, несмотря на то, что клинические испытания продолжаются, необходимо преодолеть несколько серьезных проблем, таких как биосовместимость и иммунозащита.[89]

Также изучаются потенциальные альтернативы инкапсулированию изолированных островков (алло- или ксеногенного происхождения). Используя технологию сульфата натриевой целлюлозы от Austrianova Singapore, была инкапсулирована линия островковых клеток, и было продемонстрировано, что клетки остаются жизнеспособными и выделяют инсулин в ответ на глюкозу.[90] В доклинических исследованиях имплантированные инкапсулированные клетки были способны восстанавливать уровень глюкозы в крови у диабетических крыс в течение 6 месяцев.[91]

Рак

Использование микрокапсул с инкапсулированными клетками для лечения нескольких форм рак показал большой потенциал. Один из подходов, предпринятых исследователями, заключается в имплантации микрокапсул, содержащих генетически модифицированные клетки, секретирующие цитокины. Пример этого был продемонстрирован Cirone et al. при генетической модификации Цитокин ИЛ-2 секретирование не-аутологичный мышь миобласты имплантированная мышам показала задержку опухоль рост с повышенной выживаемостью животных.[92] Однако эффективность этого лечения была непродолжительной из-за иммунного ответа на имплантированные микрокапсулы. Другой подход к подавлению рака заключается в использовании ингибиторов ангиогенеза для предотвращения высвобождения факторы роста которые приводят к распространению опухолей. Эффект от имплантации микрокапсул, загруженных ксеногенными клетками, генетически модифицированными для секретирования эндостатин, антиангиогенный препарат, который вызывает апоптоз в опухоль клетки, была тщательно изучена.[93][94] Однако этот метод местной доставки микрокапсул был невозможен при лечении пациентов с множеством опухолей или метастаз случаев и привело к недавним исследованиям, включающим системную имплантацию капсул.[95][96]

В 1998 году мышиную модель рака поджелудочной железы использовали для изучения эффекта имплантации генетически модифицированных цитохром P450 выражение кошачьих эпителиальный клетки, инкапсулированные в полимеры сульфата целлюлозы для лечения солидных опухолей.[97] Подход впервые продемонстрировал применение фермент экспрессирующие клетки для активации химиотерапевтических агентов. На основе этих результатов инкапсулированный продукт клеточной терапии, NovaCaps, был протестирован в клинических испытаниях фазы I / II для лечения рака поджелудочной железы у пациентов.[98][99] и недавно был признан Европейским агентством по лекарственным средствам (EMEA) орфанным препаратом в Европе. Дальнейшее клиническое испытание фазы I / II с использованием того же продукта подтвердило результаты первого испытания, продемонстрировав приблизительное удвоение времени выживания у пациентов с раком поджелудочной железы IV стадии.[100] Во всех этих испытаниях с использованием сульфата целлюлозы, помимо явных противоопухолевых эффектов, капсулы хорошо переносились, и не наблюдалось никаких побочных реакций, таких как иммунный ответ на капсулы, что свидетельствует о биосовместимости капсул из сульфата целлюлозы. У одного пациента капсулы оставались на месте почти 2 года без побочных эффектов.

Эти исследования показывают многообещающий потенциал применения клеточных микрокапсул для лечения рака.[42] Однако решения таких проблем, как иммунный ответ, приводящий к воспалению окружающей ткани в месте имплантации капсулы, должны быть детально изучены, прежде чем станут возможными дальнейшие клинические испытания.

Сердечные заболевания

Многочисленные исследования были посвящены разработке эффективных методов, позволяющих сердечный регенерация тканей у пациентов после ишемический сердечное заболевание. Возникающий подход к решению проблем, связанных с восстановлением ишемической ткани, заключается в использовании терапии на основе стволовых клеток.[101] Однако фактический механизм, благодаря которому эта терапия на основе стволовых клеток оказывает генеративное влияние на сердечную функцию, все еще исследуется. Несмотря на то, что были изучены многочисленные методы введения клеток, эффективность количества клеток, оставшихся в бьющемся сердце после имплантации, все еще очень низка. Перспективным подходом к преодолению этой проблемы является использование терапии микрокапсулирования клеток, которая, как было показано, обеспечивает более высокое удержание клеток по сравнению с инъекцией свободных стволовые клетки в сердце.[102]

Еще одна стратегия улучшения воздействия техники клеточной инкапсуляции на сердечную регенерацию заключается в использовании генетически модифицированных стволовых клеток, способных секретировать ангиогенные факторы, такие как фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), которые стимулируют неоваскуляризация и восстановить перфузия в поврежденном ишемическом сердце.[103][104] Пример этого показан в исследовании Zang et al. где генетически модифицированные ксеногенные клетки СНО, экспрессирующие VEGF, инкапсулировали в микрокапсулы альгинат-полилизин-альгинат и имплантировали в миокард крысы.[105] Было замечено, что инкапсуляция защищала клетки от иммунореспона в течение трех недель, а также приводила к улучшению состояния сердечной ткани после лечения.инфаркт из-за повышенного ангиогенеза.

Терапия моноклональными антителами

Использование моноклональных антител для терапии в настоящее время широко распространено для лечения рака и воспалительных заболеваний. Используя технологию сульфата целлюлозы, ученые успешно инкапсулировали клетки гибридомы, продуцирующие антитела, и продемонстрировали последующее высвобождение терапевтического антитела из капсул.[45][46] Капсулы, содержащие клетки гибридомы, использовали в доклинических исследованиях для доставки нейтрализующих антител к мышиному ретровирусу FrCasE, успешно предотвращая заболевание.

Другие условия

Инкапсуляционная терапия нацелена на многие другие заболевания, особенно те, которые связаны с дефицитом некоторых биологически полученных белков. Один из наиболее удачных подходов - внешнее устройство, которое действует аналогично диализный аппарат, только с резервуаром для свиней гепатоциты окружает полупроницаемую часть трубки с кровью.[106] Этот аппарат может удалять токсины из крови пациентов, страдающих тяжелыми заболеваниями. отказ печени. Другие приложения, которые все еще находятся в разработке, включают клетки, производящие ресничный нейротрофический фактор для лечения ALS и болезнь Хантингтона, нейротрофический фактор глиального происхождения за болезнь Паркинсона, эритропоэтин за анемия, и Гормон роста за карликовость.[107] Кроме того, моногенные заболевания, такие как гемофилия, болезнь Гоше и некоторые мукополисахаридные расстройства также потенциально могут быть нацелены на инкапсулированные клетки, экспрессирующие белок, который в противном случае отсутствует у пациента.

Рекомендации

  1. ^ Бишелье V (1993). "Uber die antineoplastische Immunität; гетеролог Einpflanzung von Tumoren в Hühner-embryonen". Zeitschrift für Krebsforschung. 40: 122–140. Дои:10.1007 / bf01636399. S2CID  46623134.
  2. ^ а б Чанг TM (октябрь 1964 г.). «Полупроницаемые микрокапсулы». Наука. 146 (3643): 524–5. Bibcode:1964 г., наука ... 146..524C. Дои:10.1126 / science.146.3643.524. PMID  14190240. S2CID  40740134.
  3. ^ а б Лим Ф, Сун AM (ноябрь 1980 г.). «Микроинкапсулированные островки как биоискусственная эндокринная поджелудочная железа». Наука. 210 (4472): 908–10. Bibcode:1980Sci ... 210..908L. Дои:10.1126 / science.6776628. PMID  6776628.
  4. ^ а б Löhr, M; Bago, ZT; Бергмайстер, H; Ceijna, M; Freund, M; Гельбманн, Вт; Günzburg, WH; Jesnowski, R; Hain, J; Hauenstein, K; Хеннингер, Вт; Хоффмайер, А; Karle, P; Kröger, JC; Kundt, G; Liebe, S; Losert, U; Müller, P; Пробст, А; Püschel, K; Renner, M; Renz, R; Saller, R; Лосось, B; Walter, I (April 1999). "Cell therapy using microencapsulated 293 cells transfected with a gene construct expressing CYP2B1, an ifosfamide converting enzyme, instilled intra-arterially in patients with advanced-stage pancreatic carcinoma: a phase I/II study". Журнал молекулярной медицины. 77 (4): 393–8. Дои:10.1007/s001090050366. PMID  10353444. S2CID  19524260.
  5. ^ Löhr, M; Hoffmeyer, A; Kröger, J; Freund, M; Hain, J; Holle, A; Karle, P; Knöfel, WT; Liebe, S; Müller, P; Nizze, H; Renner, M; Saller, RM; Wagner, T; Hauenstein, K; Günzburg, WH; Salmons, B (May 19, 2001). "Microencapsulated cell-mediated treatment of inoperable pancreatic carcinoma". Ланцет. 357 (9268): 1591–2. Дои:10.1016/S0140-6736(00)04749-8. PMID  11377651. S2CID  690466.
  6. ^ Lohr, M; Kroger, J-C.; Hoffmeyer, A.; Freund, M .; Hain, J.; Holle, A.; Knofel, W. T.; Liebe, S.; Nizze, H.; Renner, M.; Saller, R.; Karle, P.; Muller, P .; Wagner, T.; Hauenstein, K.; Salmons, B.; Gunzberg, W. H. (2003). "Safety, feasibility and clinical benefit of localized chemotherapy using microencapsulated cells for inoperable pancreatic carcinoma in a phase I/II trial". Cancer Therapy. 1: 121–31.
  7. ^ а б Murua A, Portero A, Orive G, Hernández RM, de Castro M, Pedraz JL (December 2008). "Cell microencapsulation technology: towards clinical application". J Control Release. 132 (2): 76–83. Дои:10.1016/j.jconrel.2008.08.010. PMID  18789985.
  8. ^ Sakai S, Kawabata K, Ono T, Ijima H, Kawakami K (August 2005). "Development of mammalian cell-enclosing subsieve-size agarose capsules (<100 microm) for cell therapy". Биоматериалы. 26 (23): 4786–92. Дои:10.1016/j.biomaterials.2004.11.043. PMID  15763258.
  9. ^ Cellesi F, Weber W, Fussenegger M, Hubbell JA, Tirelli N (December 2004). "Towards a fully synthetic substitute of alginate: optimization of a thermal gelation/chemical cross-linking scheme ("tandem" gelation) for the production of beads and liquid-core capsules". Biotechnol. Bioeng. 88 (6): 740–9. Дои:10.1002/bit.20264. PMID  15532084.
  10. ^ а б Govan JR, Fyfe JA, Jarman TR (July 1981). "Isolation of alginate-producing mutants of Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas putida and Pseudomonas mendocina". J. Gen. Microbiol. 125 (1): 217–20. Дои:10.1099/00221287-125-1-217. PMID  6801192.
  11. ^ Otterlei M, Ostgaard K, Skjåk-Braek G, Smidsrød O, Soon-Shiong P, Espevik T (August 1991). "Induction of cytokine production from human monocytes stimulated with alginate". J. Immunother. 10 (4): 286–91. Дои:10.1097/00002371-199108000-00007. PMID  1931864. S2CID  29535720.
  12. ^ Espevik T, Otterlei M, Skjåk-Braek G, Ryan L, Wright SD, Sundan A (January 1993). "The involvement of CD14 in stimulation of cytokine production by uronic acid polymers". Евро. J. Immunol. 23 (1): 255–61. Дои:10.1002/eji.1830230140. PMID  7678226.
  13. ^ Soon-Shiong P, Otterlie M, Skjak-Braek G, et al. (Февраль 1991 г.). "An immunologic basis for the fibrotic reaction to implanted microcapsules". Пересадка. Proc. 23 (1 Pt 1): 758–9. PMID  1990681.
  14. ^ Clayton HA, London NJ, Colloby PS, Bell PR, James RF (1991). "The effect of capsule composition on the biocompatibility of alginate-poly-l-lysine capsules". J Microencapsul. 8 (2): 221–33. Дои:10.3109/02652049109071490. PMID  1765902.
  15. ^ а б c Orive G, Tam SK, Pedraz JL, Hallé JP (July 2006). "Biocompatibility of alginate-poly-l-lysine microcapsules for cell therapy". Биоматериалы. 27 (20): 3691–700. Дои:10.1016/j.biomaterials.2006.02.048. PMID  16574222.
  16. ^ De Vos P, De Haan B, Van Schilfgaarde R (February 1997). "Effect of the alginate composition on the biocompatibility of alginate-polylysine microcapsules". Биоматериалы. 18 (3): 273–8. Дои:10.1016/S0142-9612(96)00135-4. PMID  9031730.
  17. ^ Де Вос, Поль; R. van Schifgaarde (September 1999). "Biocompatibility issues". In Kühtreiber, Willem M.; Lanza, Robert P.; Chick, William L. (eds.). Cell Encapsulation Technology and Therapeutics. Birkhäuser Boston. ISBN  978-0-8176-4010-1.
  18. ^ а б Dusseault J, Tam SK, Ménard M, et al. (Февраль 2006 г.). "Evaluation of alginate purification methods: effect on polyphenol, endotoxin, and protein contamination". J Biomed Mater Res A. 76 (2): 243–51. Дои:10.1002/jbm.a.30541. PMID  16265647.
  19. ^ а б Tam SK, Dusseault J, Polizu S, Ménard M, Hallé JP, Yahia L (March 2006). "Impact of residual contamination on the biofunctional properties of purified alginates used for cell encapsulation". Биоматериалы. 27 (8): 1296–305. Дои:10.1016/j.biomaterials.2005.08.027. PMID  16154192.
  20. ^ King A, Strand B, Rokstad AM, et al. (Март 2003 г.). "Improvement of the biocompatibility of alginate/poly-l-lysine/alginate microcapsules by the use of epimerized alginate as a coating". J Biomed Mater Res A. 64 (3): 533–9. Дои:10.1002/jbm.a.10276. PMID  12579568.
  21. ^ Strand BL, Mørch YA, Syvertsen KR, Espevik T, Skjåk-Braek G (March 2003). "Microcapsules made by enzymatically tailored alginate". J Biomed Mater Res A. 64 (3): 540–50. Дои:10.1002/jbm.a.10337. PMID  12579569.
  22. ^ Rowley JA, Mooney DJ (2002). "Alginate type and RGD density control myoblast phenotype". Журнал исследований биомедицинских материалов. 60 (2): 217–223. Дои:10.1002/jbm.1287. HDL:2027.42/34424. PMID  11857427.
  23. ^ Boontheekul T, Kong HJ, Hsiong SX, Huang YC, et al. (2008). "Quantifying the relation between bond number and myoblast proliferation". Фарадеевские дискуссии. 139: 53–70. Bibcode:2008FaDi..139...53B. Дои:10.1039/B719928G. PMID  19048990.
  24. ^ Orive G, Hernández RM, Gascón AR, et al. (Январь 2003 г.). "Cell encapsulation: promise and progress". Nat. Med. 9 (1): 104–7. Дои:10.1038/nm0103-104. PMID  12514721. S2CID  52886666.
  25. ^ Strand BL, Ryan TL, In't Veld P, et al. (2001). "Poly-l-lysine induces fibrosis on alginate microcapsules via the induction of cytokines". Трансплантация клеток. 10 (3): 263–75. Дои:10.3727/000000001783986800. PMID  11437072. S2CID  207737497.
  26. ^ Calafiore R, Basta G, Luca G, et al. (Июнь 1999 г.). "Transplantation of pancreatic islets contained in minimal volume microcapsules in diabetic high mammalians". Летопись Нью-Йоркской академии наук. 875 (1): 219–32. Bibcode:1999NYASA.875..219C. Дои:10.1111/j.1749-6632.1999.tb08506.x. PMID  10415570.
  27. ^ а б Wang T, Lacík I, Brissová M, et al. (Апрель 1997 г.). "An encapsulation system for the immunoisolation of pancreatic islets". Nat. Биотехнология. 15 (4): 358–62. Дои:10.1038/nbt0497-358. PMID  9094138. S2CID  2562893.
  28. ^ Haque T, Chen H, Ouyang W, et al. (Март 2005 г.). "In vitro study of alginate-chitosan microcapsules: an alternative to liver cell transplants for the treatment of liver failure". Biotechnol. Латыш. 27 (5): 317–22. Дои:10.1007/s10529-005-0687-3. PMID  15834792. S2CID  33146794.
  29. ^ Green DW, Leveque I, Walsh D, et al. (Апрель 2005 г.). "Biomineralized polysaccharide capsules for encapsulation, organization, and delivery of human cell types and growth factors". Современные функциональные материалы. 15 (6): 917–923. Дои:10.1002/adfm.200400322.
  30. ^ а б Chen H, Ouyang W, Jones M, et al. (2007). "Preparation and characterization of novel polymeric microcapsules for live cell encapsulation and therapy". Cell Biochem. Биофизы. 47 (1): 159–68. Дои:10.1385/cbb:47:1:159. PMID  17406068. S2CID  7106304.
  31. ^ Krasaekoopt W, Bhandari B, Deeth H (August 2004). "The influence of coating materials on some properties of alginate beads and survivability of microencapsulated probiotic bacteria". International Dairy Journal. 14 (8): 737–743. Дои:10.1016/j.idairyj.2004.01.004.
  32. ^ Chevallay B, Herbage D (March 2000). "collagen-based biomaterials as 3D scaffold for cell cultures: applications for tissue engineering and gene therapy". Med Biol Eng Comput. 38 (2): 211–8. Дои:10.1007/bf02344779. PMID  10829416. S2CID  7071778.
  33. ^ Malafaya PB, Silva GA, Reis RL (May 2007). "Natural-origin polymers as carriers and scaffolds for biomolecules and cell delivery in tissue engineering applications". Adv. Препарат Делив. Rev. 59 (4–5): 207–33. Дои:10.1016/j.addr.2007.03.012. HDL:1822/14053. PMID  17482309.
  34. ^ Liu S, Peulve P, Jin O, et al. (Август 1997 г.). "Axonal regrowth through collagen tubes bridging the spinal cord to nerve roots". J. Neurosci. Res. 49 (4): 425–32. Дои:10.1002/(SICI)1097-4547(19970815)49:4<425::AID-JNR4>3.0.CO;2-A. PMID  9285519.
  35. ^ Chung HJ, Park TG (May 2007). "Surface engineered and drug releasing pre-fabricated scaffolds for tissue engineering". Adv. Препарат Делив. Rev. 59 (4–5): 249–62. Дои:10.1016/j.addr.2007.03.015. PMID  17482310.
  36. ^ Young S, Wong M, Tabata Y, Mikos AG (December 2005). "Gelatin as a delivery vehicle for the controlled release of bioactive molecules". J Control Release. 109 (1–3): 256–74. Дои:10.1016/j.jconrel.2005.09.023. PMID  16266768.
  37. ^ Pieper JS, Hafmans T, van Wachem PB, et al. (Ноябрь 2002 г.). "Loading of collagen-heparan sulfate matrices with bFGF promotes angiogenesis and tissue generation in rats". J. Biomed. Mater. Res. 62 (2): 185–94. Дои:10.1002/jbm.10267. PMID  12209938.
  38. ^ Aiedeh K, Gianasi E, Orienti I, Zecchi V (1997). "chitosan microcapsules as controlled release systems for insulin". J Microencapsul. 14 (5): 567–76. Дои:10.3109/02652049709006810. PMID  9292433.
  39. ^ Muzzarelli R, Baldassarre V, Conti F, et al. (Май 1988 г.). "Biological activity of chitosan: ultrastructural study". Биоматериалы. 9 (3): 247–52. Дои:10.1016/0142-9612(88)90092-0. PMID  3408796.
  40. ^ Altiok D, Altiok E, Tihminlioglu F (July 2010). "Physical, antibacterial and antioxidant properties of chitosan films incorporated with thyme oil for potential wound healing applications". J Mater Sci Mater Med. 21 (7): 2227–36. Дои:10.1007/s10856-010-4065-x. HDL:11147/2717. PMID  20372985. S2CID  36032774.
  41. ^ Tan W, Krishnaraj R, Desai TA (April 2001). "Evaluation of nanostructured composite collagen--chitosan matrices for tissue engineering". Tissue Eng. 7 (2): 203–10. Дои:10.1089/107632701300062831. PMID  11304455.
  42. ^ а б c d Venkat Chokkalingam, Jurjen Tel, Florian Wimmers, Xin Liu, Sergey Semenov, Julian Thiele, Carl G. Figdor, Wilhelm T.S. Huck, Probing cellular heterogeneity in cytokine-secreting immune cells using droplet-based microfluidics, Lab on a Chip, 13, 4740-4744, 2013, DOI: 10.1039/C3LC50945A, http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/lc/c3lc50945a#!divAbstract
  43. ^ Hartgerink JD, Beniash E, Stupp SI (November 2001). "Self-assembly and mineralization of peptide-amphiphile nanofibers". Наука. 294 (5547): 1684–8. Bibcode:2001Sci ... 294.1684H. Дои:10.1126 / science.1063187. OSTI  1531578. PMID  11721046. S2CID  19210828.
  44. ^ Dautzenberg, H; Schuldt, U; Grasnick, G; Karle, P; Müller, P; Löhr, M; Pelegrin, M; Piechaczyk, M; Rombs, KV; Günzburg, WH; Лосось, B; Saller, RM (Jun 18, 1999). "Development of cellulose sulfate-based polyelectrolyte complex microcapsules for medical applications". Летопись Нью-Йоркской академии наук. 875 (1): 46–63. Bibcode:1999NYASA.875...46D. Дои:10.1111/j.1749-6632.1999.tb08493.x. PMID  10415557.
  45. ^ а б Pelegrin, M; Marin, M; Noël, D; Del Rio, M; Saller, R; Stange, J; Mitzner, S; Günzburg, WH; Piechaczyk, M (June 1998). "Systemic long-term delivery of antibodies in immunocompetent animals using cellulose sulphate capsules containing antibody-producing cells". Генная терапия. 5 (6): 828–34. Дои:10.1038/sj.gt.3300632. PMID  9747463.
  46. ^ а б Pelegrin, M; Marin, M; Oates, A; Noël, D; Saller, R; Лосось, B; Piechaczyk, M (Jul 1, 2000). "Immunotherapy of a viral disease by in vivo production of therapeutic monoclonal antibodies". Генная терапия человека. 11 (10): 1407–15. Дои:10.1089/10430340050057486. PMID  10910138.
  47. ^ Armeanu, S; Haessler, I; Saller, R; Engelmann, MG; Heinemann, F; Krausz, E; Stange, J; Mitzner, S; Лосось, B; Günzburg, WH; Nikol, S (Jul–Aug 2001). "In vivo perivascular implantation of encapsulated packaging cells for prolonged retroviral gene transfer". Journal of Microencapsulation. 18 (4): 491–506. Дои:10.1080/02652040010018047. PMID  11428678.
  48. ^ Winiarczyk, S; Gradski, Z; Kosztolich, B; Gabler, C; König, G; Renner, M; Saller, RM; Prosl, H; Лосось, B; Günzburg, WH; Hain, J (September 2002). "A clinical protocol for treatment of canine mammary tumors using encapsulated, cytochrome P450 synthesizing cells activating cyclophosphamide: a phase I/II study". Журнал молекулярной медицины. 80 (9): 610–4. Дои:10.1007/s00109-002-0356-0. PMID  12226743.
  49. ^ Лосось, B; Hauser, O.; Gunzburg, W. H.; Tabotta, W. (2007). "GMP production of an encapsulated cell therapy product: issues and considerations". BioProcessing Journal. 6 (2): 37–44. Дои:10.12665/J62.Salmons.
  50. ^ Rabanel, Michel; Nicolas Bertrand; Shilpa Sant; Salma Louati; Patrice Hildgen (June 2006). "Polysaccharide Hydrogels for the Preparation of Immunoisolated Cell Delivery Systems". Серия симпозиумов ACS, Vol. 934. Американское химическое общество. pp. 305–309. ISBN  978-0-8412-3960-9.
  51. ^ а б Benoit DS, Schwartz MP, Durney AR, Anseth KS (October 2008). "Small functional groups for controlled differentiation of hydrogel-encapsulated human mesenchymal stem cells". Nat Mater. 7 (10): 816–23. Bibcode:2008NatMa...7..816B. Дои:10.1038/nmat2269. ЧВК  2929915. PMID  18724374.
  52. ^ а б Orive G, De Castro M, Kong HJ, et al. (Май 2009 г.). "Bioactive cell-hydrogel microcapsules for cell-based drug delivery". J Control Release. 135 (3): 203–10. Дои:10.1016/j.jconrel.2009.01.005. PMID  19344677.
  53. ^ de Vos P, de Haan BJ, Kamps JA, Faas MM, Kitano T (March 2007). "Zeta-potentials of alginate-PLL capsules: a predictive measure for biocompatibility?". J Biomed Mater Res A. 80 (4): 813–9. Дои:10.1002/jbm.a.30979. PMID  17058213.
  54. ^ а б Orive G, Hernández RM, Rodríguez Gascón A, et al. (February 2004). "History, challenges and perspectives of cell microencapsulation". Тенденции биотехнологии. 22 (2): 87–92. Дои:10.1016/j.tibtech.2003.11.004. PMID  14757043.
  55. ^ а б c Rabanel JM, Banquy X, Zouaoui H, Mokhtar M, Hildgen P (2009). "Progress technology in microencapsulation methods for cell therapy". Biotechnology Progress. 25 (4): 946–63. Дои:10.1002/btpr.226. PMID  19551901. S2CID  26032787.
  56. ^ Uludag H, De Vos P, Tresco PA (August 2000). "Technology of mammalian cell encapsulation". Adv. Препарат Делив. Rev. 42 (1–2): 29–64. Дои:10.1016/S0169-409X(00)00053-3. PMID  10942814.
  57. ^ а б c Zhou X, Haraldsson T, Nania S, Ribet F, Palano G, Heuchel R, Löhr M, van der Wijngaart W (2018). "Human Cell Encapsulation in Gel Microbeads with Cosynthesized Concentric Nanoporous Solid Shells". Adv. Функц. Матер. 28 (21): 1707129. Дои:10.1002/adfm.201707129. HDL:10616/47027.
  58. ^ Yuet PK, Harris TJ, Goosen MF (1995). "Mathematical modelling of immobilized animal cell growth". Artif Cells Blood Substit Immobil Biotechnol. 23 (1): 109–33. Дои:10.3109/10731199509117672. PMID  7719442.
  59. ^ а б Teong, Benjamin; Manousakas, Ioannis; Chang, Shwu Jen; Huang, Han Hsiang; Ju, Kuen-Cheng; Kuo, Shyh Ming (2015-10-01). "Alternative approach of cell encapsulation by Volvox spheres". Материаловедение и инженерия: C. 55: 79–87. Дои:10.1016/j.msec.2015.05.063. PMID  26117741.
  60. ^ Martoni C, Bhathena J, Jones ML, Urbanska AM, Chen H, Prakash S (2007). "Investigation of microencapsulated BSH active Lactobacillus in the simulated human GI tract". J. Biomed. Биотехнология. 2007 (7): 1–9. Дои:10.1155/2007/13684. ЧВК  2217584. PMID  18273409.
  61. ^ Chen H, Ouyang W, Martoni C, et al. (2010). "Investigation of genipin Cross-Linked Microcapsule for oral Delivery of Live bacterial Cells and Other Biotherapeutics: Preparation and In Vitro Analysis in Simulated Human Gastrointestinal Model". International Journal of Polymer Science. 2010: 1–10. Дои:10.1155/2010/985137. 985137.
  62. ^ а б Nikoo, Alireza Mehregan; Kadkhodaee, Rassoul; Ghorani, Behrouz; Razzaq, Hussam; Tucker, Nick (2016-10-02). "Controlling the morphology and material characteristics of electrospray generated calcium alginate microhydrogels". Journal of Microencapsulation. 33 (7): 605–612. Дои:10.1080/02652048.2016.1228707. ISSN  0265-2048. PMID  27559609. S2CID  24406079.
  63. ^ Sakai S, Mu C, Kawabata K, Hashimoto I, Kawakami K (August 2006). "Biocompatibility of subsieve-size capsules versus conventional-size microcapsules". J Biomed Mater Res A. 78 (2): 394–8. Дои:10.1002/jbm.a.30676. PMID  16680700.
  64. ^ Sugiura S, Oda T, Izumida Y, et al. (Июнь 2005 г.). "Size control of calcium alginate beads containing living cells using micro-nozzle array". Биоматериалы. 26 (16): 3327–31. Дои:10.1016/j.biomaterials.2004.08.029. PMID  15603828.
  65. ^ Renken A, Hunkeler D (1998). "Microencapsulation: a review of polymers and technologies with a focus on bioartificial organs". Polimery. 43 (9): 530–539. Дои:10.14314/polimery.1998.530.
  66. ^ а б Orive G, Gascón AR, Hernández RM, Igartua M, Luis Pedraz J (May 2003). "Cell microencapsulation technology for biomedical purposes: novel insights and challenges". Trends Pharmacol. Наука. 24 (5): 207–10. Дои:10.1016/S0165-6147(03)00073-7. PMID  12767713.
  67. ^ Günzburg WH, Salmons B (May 2000). "Xenotransplantation: is the risk of viral infection as great as we thought?". Mol Med Today. 6 (5): 199–208. Дои:10.1016/s1357-4310(00)01708-1. PMID  10782067.
  68. ^ Hunkeler D (November 2001). "Allo transplants xeno: as bioartificial organs move to the clinic. Introduction". Летопись Нью-Йоркской академии наук. 944: 1–6. Дои:10.1111/j.1749-6632.2001.tb03818.x. PMID  11797662.
  69. ^ а б Bowie KM, Chang PL (August 1998). "Development of engineered cells for implantation in gene therapy". Adv. Препарат Делив. Rev. 33 (1–2): 31–43. Дои:10.1016/S0169-409X(98)00018-0. PMID  10837651.
  70. ^ de Groot M, Schuurs TA, van Schilfgaarde R (September 2004). "Causes of limited survival of microencapsulated pancreatic islet grafts". J. Surg. Res. 121 (1): 141–50. Дои:10.1016/j.jss.2004.02.018. PMID  15313388.
  71. ^ Figliuzzi M, Plati T, Cornolti R, et al. (Март 2006 г.). "Biocompatibility and function of microencapsulated pancreatic islets". Acta Biomater. 2 (2): 221–7. Дои:10.1016/j.actbio.2005.12.002. PMID  16701881.
  72. ^ Bünger CM, Tiefenbach B, Jahnke A, et al. (Май 2005 г.). "Deletion of the tissue response against alginate-pll capsules by temporary release of co-encapsulated steroids". Биоматериалы. 26 (15): 2353–60. Дои:10.1016/j.biomaterials.2004.07.017. PMID  15585238.
  73. ^ Goren A, Dahan N, Goren E, Baruch L, Machluf M (January 2010). "Encapsulated human mesenchymal stem cells: a unique hypoimmunogenic platform for long-term cellular therapy". FASEB J. 24 (1): 22–31. Дои:10.1096/fj.09-131888. PMID  19726759. S2CID  12310570.
  74. ^ Dave RI, Shah NP (January 1997). "Viability of yoghurt and probiotic bacteria in yoghurts made from commercial starter cultures". International Dairy Journal. 7 (1): 31–41. Дои:10.1016/S0958-6946(96)00046-5.
  75. ^ Kailasapathy K, Supriadi D (1996). "Effect of whey protein concentrate on the survival of lactobacillus acidophilus in lactose hydrolysed yoghurt during refrigerated storage". Milchwissenschaft. 51: 565–569.
  76. ^ Lankaputhra WE, Shah NP, Britz ML (1996). "Survival of Bifidobacteria during refrigerated storage in the presence of acid and hydrogen peroxide". Milchwissenschaft. 51: 65–70.
  77. ^ "Health and nutritional properties of probiotics in food including powder milk with live lactic acid bacteria". FAO/WHO Experts’ Report. FAQ/WHO. 2001 г.
  78. ^ Gilliland SE (October 1989). "Acidophilus milk products: a review of potential benefits to consumers". J. Dairy Sci. 72 (10): 2483–94. Дои:10.3168/jds.S0022-0302(89)79389-9. PMID  2513349.
  79. ^ Anal A, Singh H (May 2007). "Recent advances in microencapsulation of probiotics for industrial applications and targeted delivery". Тенденции в пищевой науке и технологиях. 18 (5): 240–251. Дои:10.1016/j.tifs.2007.01.004.
  80. ^ Kizilel S, Garfinkel M, Opara E (December 2005). "The bioartificial pancreas: progress and challenges". Diabetes Technol. Ther. 7 (6): 968–85. Дои:10.1089/dia.2005.7.968. PMID  16386103.
  81. ^ Shapiro AM, Lakey JR, Ryan EA, et al. (Июль 2000 г.). «Трансплантация островков у семи пациентов с сахарным диабетом 1 типа с использованием иммуносупрессивного режима без глюкокортикоидов». N. Engl. J. Med. 343 (4): 230–8. Дои:10.1056 / NEJM200007273430401. PMID  10911004.
  82. ^ Calafiore R (April 2003). "Alginate microcapsules for pancreatic islet cell graft immunoprotection: struggle and progress towards the final cure for type 1 diabetes mellitus". Expert Opin Biol Ther. 3 (2): 201–5. Дои:10.1517/14712598.3.2.201. PMID  12662135. S2CID  2644577.
  83. ^ Hardikar AA, Risbud MV, Bhonde RR (June 2000). "Improved post-cryopreservation recovery following encapsulation of islets in chitosan-alginate microcapsules". Пересадка. Proc. 32 (4): 824–5. Дои:10.1016/s0041-1345(00)00995-7. PMID  10856598.
  84. ^ Cruise GM, Hegre OD, Lamberti FV, et al. (1999). "In vitro and in vivo performance of porcine islets encapsulated in interfacially photopolymerized polyethylene glycol diacrylate membranes". Трансплантация клеток. 8 (3): 293–306. Дои:10.1177/096368979900800310. PMID  10442742. S2CID  23817640.
  85. ^ Kobayashi T, Aomatsu Y, Kanehiro H, Hisanaga M, Nakajima Y (February 2003). "Protection of NOD islet isograft from autoimmune destruction by agarose microencapsulation". Пересадка. Proc. 35 (1): 484–5. Дои:10.1016/S0041-1345(02)03829-0. PMID  12591496.
  86. ^ "Clinical trial information". Получено 21 ноября 2010.
  87. ^ Elliott RB, Escobar L, Tan PL, Muzina M, Zwain S, Buchanan C (March 2007). "Live encapsulated porcine islets from a type 1 diabetic patient 9.5 yr after xenotransplantation". Ксенотрансплантация. 14 (2): 157–61. Дои:10.1111/j.1399-3089.2007.00384.x. PMID  17381690.
  88. ^ Grose S (April 2007). "Critics slam Russian trial to test pig pancreas for diabetics". Nat. Med. 13 (4): 390–1. Дои:10.1038/nm0407-390b. PMID  17415358. S2CID  30212176.
  89. ^ de Vos P, Hamel AF, Tatarkiewicz K (February 2002). "Considerations for successful transplantation of encapsulated pancreatic islets". Диабетология. 45 (2): 159–73. Дои:10.1007/s00125-001-0729-x. PMID  11935147.
  90. ^ Stadlbauer, V; Stiegler, PB; Schaffellner, S; Hauser, O; Halwachs, G; Iberer, F; Tscheliessnigg, KH; Lackner, C (July 2006). "Morphological and functional characterization of a pancreatic beta-cell line microencapsulated in sodium cellulose sulfate/poly(diallyldimethylammonium chloride)". Ксенотрансплантация. 13 (4): 337–44. Дои:10.1111/j.1399-3089.2006.00315.x. PMID  16768727.
  91. ^ Steigler, P; Stadlbauer, V.; Hackl, F.; Iberer, F.; Lackner, C.; Hauser, O.; Schaffellner, S.; Strunk, D.; Tscheliessnigg, K. (2009). "Xenotransplantation of NaCS microencapsulated porcine islet cells in diabetic rats". Organ Biology. 16 (1): 104.
  92. ^ Cirone P, Bourgeois JM, Austin RC, Chang PL (July 2002). "A novel approach to tumor suppression with microencapsulated recombinant cells". Гм. Gene Ther. 13 (10): 1157–66. Дои:10.1089/104303402320138943. HDL:1807.1/817. PMID  12133269.
  93. ^ Joki T, Machluf M, Atala A, et al. (January 2001). "Continuous release of endostatin from microencapsulated engineered cells for tumor therapy". Nat. Биотехнология. 19 (1): 35–9. Дои:10.1038/83481. PMID  11135549. S2CID  19238339.
  94. ^ Read TA, Sorensen DR, Mahesparan R, et al. (January 2001). "Local endostatin treatment of gliomas administered by microencapsulated producer cells". Nat. Биотехнология. 19 (1): 29–34. Дои:10.1038/83471. PMID  11135548. S2CID  20018782.
  95. ^ Teng H, Zhang Y, Wang W, Ma X, Fei J (April 2007). "Inhibition of tumor growth in mice by endostatin derived from abdominal transplanted encapsulated cells". Acta Biochim. Биофиз. Грех. (Shanghai). 39 (4): 278–84. Дои:10.1111/j.1745-7270.2007.00273.x. PMID  17417683.
  96. ^ Cirone P, Bourgeois JM, Chang PL (July 2003). "Antiangiogenic cancer therapy with microencapsulated cells". Гм. Gene Ther. 14 (11): 1065–77. Дои:10.1089/104303403322124783. HDL:1807.1/818. PMID  12885346. S2CID  11506637.
  97. ^ Karle P, Müller P, Renz R, et al. (1998). "Intratumoral injection of encapsulated cells producing an oxazaphosphorine activating cytochrome P450 for targeted chemotherapy". Gene Therapy of Cancer. Adv. Exp. Med. Биол. Успехи экспериментальной медицины и биологии. 451. С. 97–106. Дои:10.1007/978-1-4615-5357-1_16. ISBN  978-1-4613-7444-2. PMID  10026857.
  98. ^ Löhr M, Hoffmeyer A, Kröger J, et al. (May 2001). "Microencapsulated cell-mediated treatment of inoperable pancreatic carcinoma". Ланцет. 357 (9268): 1591–2. Дои:10.1016/S0140-6736(00)04749-8. PMID  11377651. S2CID  690466.
  99. ^ Lohr M, Kroger JC, Hoffmeyer A, et al. (2003). "Safety, feasibility and clinical benefit of localized chemotherapy using microencapsulated cells for inoperable pancreatic carcinoma in a phase I/II trial". Ccancer Ther. 1: 121–131.
  100. ^ Lam, P; Khan, G; Stripecke, R; Hui, KM; Kasahara, N; Peng, KW; Guinn, BA (March 2013). "The innovative evolution of cancer gene and cellular therapies". Генная терапия рака. 20 (3): 141–9. Дои:10.1038/cgt.2012.93. PMID  23370333.
  101. ^ Collins SD, Baffour R, Waksman R (2007). "Cell therapy in myocardial infarction". Cardiovasc Revasc Med. 8 (1): 43–51. Дои:10.1016/j.carrev.2006.11.005. PMID  17293268.
  102. ^ Paul A, Ge Y, Prakash S, Shum-Tim D (September 2009). "Microencapsulated stem cells for tissue repairing: implications in cell-based myocardial therapy". Regen Med. 4 (5): 733–45. Дои:10.2217/rme.09.43. PMID  19761398.
  103. ^ Madeddu P (May 2005). "Therapeutic angiogenesis and vasculogenesis for tissue regeneration". Exp. Физиол. 90 (3): 315–26. Дои:10.1113/EXPPHYSIOL.2004.028571. PMID  15778410. S2CID  46129646.
  104. ^ Jacobs J (December 2007). "Combating cardiovascular disease with angiogenic therapy". Drug Discov. Сегодня. 12 (23–24): 1040–5. CiteSeerX  10.1.1.596.4084. Дои:10.1016/j.drudis.2007.08.018. PMID  18061883.
  105. ^ Zhang H, Zhu SJ, Wang W, Wei YJ, Hu SS (January 2008). "Transplantation of microencapsulated genetically modified xenogeneic cells augments angiogenesis and improves heart function". Gene Ther. 15 (1): 40–8. Дои:10.1038/sj.gt.3303049. PMID  17943144.
  106. ^ Bonavita, AG; Quaresma K; Cotta-de-Almeida V; Pinto MA; Saraiva RM (May–June 2010). "Hepatocyte xenotransplantation for treating liver disease". Ксенотрансплантация. 17 (3): 181–187. Дои:10.1111/j.1399-3089.2010.00588.x. PMID  20636538.
  107. ^ Lysaght, Micheal J.; Patrick Aebischer (April 1999). "Encapsulated Cells as Therapy". Scientific American. 280 (4): 76–82. Bibcode:1999SciAm.280d..76L. Дои:10.1038/scientificamerican0499-76. PMID  10201119.