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西班牙研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了針對(duì)癌癥患者的3D打印T細(xì)胞水凝膠

魔猴君  行業(yè)資訊   1518天前

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西班牙領(lǐng)導(dǎo)的研究小組3D打印了一種水凝膠,該凝膠能夠模仿人類淋巴結(jié)的行為,并加速癌癥患者中T細(xì)胞的產(chǎn)生。通過(guò)結(jié)合基于聚乙二醇(PEG)的聚合物和抗凝肝素,該團(tuán)隊(duì)制造了一種結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)可使T細(xì)胞更有效地遷移和增殖。鑒于T細(xì)胞具有殺死腫瘤細(xì)胞的能力,該研究小組的新材料可以用作新型癌癥免疫療法的基礎(chǔ)??茖W(xué)家已經(jīng)向歐洲專利局申請(qǐng)了其新型聚合物水凝膠的專利,他們希望在不久的將來(lái)將其技術(shù)帶入醫(yī)院。

研究團(tuán)隊(duì)希望他們的3D打印水凝膠能夠盡快在醫(yī)院環(huán)境中部署,并已嘗試為其工藝申請(qǐng)專利。

圖片來(lái)自《生物材料》雜志。

對(duì)3D打印T細(xì)胞解決方案的需求

與癌癥的化學(xué)療法和外科手術(shù)治療相反,免疫療法利用患者的免疫系統(tǒng)來(lái)防御致命疾病。癌癥可以出現(xiàn)在現(xiàn)有的細(xì)胞中,并且能夠逃避免疫系統(tǒng)的反應(yīng),但是可以對(duì)T細(xì)胞進(jìn)行編程,以鑒定和破壞這種細(xì)胞,并獲得不同程度的成功。

然而,基于T細(xì)胞的方法面臨挑戰(zhàn),因?yàn)樾揎椀募?xì)胞可能難以制造,操縱和控制足夠大的劑量才能有效對(duì)抗癌癥。此外,基于腫瘤浸潤(rùn)淋巴細(xì)胞(TIL)的治療方法可以主動(dòng)尋找并消滅腫瘤,因此迫切需要細(xì)胞擴(kuò)增系統(tǒng)來(lái)推動(dòng)其廣泛采用。先前的研究主要集中于T細(xì)胞的體外增殖,但是這些方法未能將人類淋巴結(jié)的影響納入考慮范圍。例如,細(xì)胞因子CCL21是一種存在于淋巴結(jié)中的化學(xué)物質(zhì),它通過(guò)趨化因子受體CCR7與幼稚T細(xì)胞相互作用,并增強(qiáng)細(xì)胞增殖和遷移。

同時(shí),3D打印的細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)通常用于模擬真正的ECM,目的是創(chuàng)造一種鼓勵(lì)細(xì)胞擴(kuò)增的滋養(yǎng)環(huán)境。除了提供比標(biāo)準(zhǔn)陪替氏培養(yǎng)皿更真實(shí)的條件外,還可以使用不同的蛋白質(zhì)和生長(zhǎng)因子定制人造ECM,以增強(qiáng)細(xì)胞生長(zhǎng)。


顯示過(guò)繼性細(xì)胞治療過(guò)程的簡(jiǎn)化圖。圖片來(lái)自《生物材料》雜志。

西班牙研究小組的新穎方法

研究人員結(jié)合了CC21、3D打印的基于PEG的ECM和血液稀釋劑肝素的優(yōu)勢(shì),共同創(chuàng)造了一種ECM,可以重現(xiàn)淋巴結(jié)內(nèi)的狀況。如果成功的話,研究小組的水凝膠可以積極提高CD4 T細(xì)胞的增殖能力,同時(shí)可以對(duì)過(guò)繼細(xì)胞療法(ACT)的細(xì)胞分化進(jìn)行微調(diào)。為了創(chuàng)建他們的ECM水凝膠,西班牙研究小組用一種馬來(lái)酰亞胺化學(xué)物質(zhì)對(duì)肝素進(jìn)行了功能化。然后將混合物放置過(guò)夜,然后通過(guò)透析純化,并與被磷酸鹽緩沖鹽水(PBS)覆蓋的PEG復(fù)合物合并。合并后,共價(jià)交聯(lián)發(fā)生,導(dǎo)致凝膠化,最終創(chuàng)造了該團(tuán)隊(duì)的新型水凝膠。

后來(lái)制造了重量百分比分別為6%wt,4%wt和3%wt的ECM,隨后的流變表明,每種ECM都需要200-240分鐘才能穩(wěn)定下來(lái)。使用掃描電子顯微鏡(SEM)方法對(duì)這三種不同的配方進(jìn)行了研究,結(jié)果揭示了少量PEG與高孔隙率之間的相關(guān)性。

進(jìn)一步的分析表明,觀察到的中值孔徑為55μm,與較厚的基質(zhì)相比,具有此孔隙率或更低水平的ECM更有利于細(xì)胞擴(kuò)增。結(jié)果,3%wt的水凝膠被認(rèn)為對(duì)T細(xì)胞聚集和增殖最友好。然后將不同濃度的1 ng / ml,20 ng / ml和100 ng / ml CC21細(xì)胞因子添加到ECM混合物中,以評(píng)估CD4 T細(xì)胞的擴(kuò)增。

研究人員的測(cè)試表明,較高的ECM孔隙率對(duì)應(yīng)較低的細(xì)胞增殖速率。圖片來(lái)自《生物材料》雜志。

總結(jié)碘化丙啶(PI)的活力測(cè)試表明,與異位懸浮狀態(tài)相比,T細(xì)胞在PEG-ECM中的復(fù)制量增加了25%。還發(fā)現(xiàn)載有細(xì)胞因子的水凝膠可促進(jìn)效應(yīng)細(xì)胞比例的增加,這意味著將來(lái)可以修飾T細(xì)胞的組成以增加其對(duì)癌細(xì)胞的毒性。

點(diǎn)評(píng):研究小組的方法已證明是離體細(xì)胞增殖技術(shù)的有效替代方法。通過(guò)各種評(píng)估來(lái)鼓勵(lì)細(xì)胞生長(zhǎng),還證明了將CCL21添加到團(tuán)隊(duì)的水凝膠中。結(jié)果,研究人員推測(cè)其他化學(xué)分子,例如CCL19和ICAM-1,可能為需要進(jìn)一步研究的患者帶來(lái)更好的臨床結(jié)果。將來(lái),由西班牙領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,他們新穎的基于PEG的水凝膠可在醫(yī)院環(huán)境中被廣泛采用。研究小組在論文中說(shuō):“該支架改善了細(xì)胞的增殖并影響了表型,可以在制造人工淋巴結(jié)時(shí)進(jìn)一步探索。預(yù)計(jì)還將加載CCL21的3D PEG-Hep水凝膠與灌注系統(tǒng)和新型生物反應(yīng)器兼容,以在良好生產(chǎn)規(guī)范(GMP)條件下在大型設(shè)施中工作?!?/span>


來(lái)源:https://www.3ddayin.net/xinwenpindao/guowaikuaidi/39602.html

   
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