细胞 - 挤压装置为基于细胞的疫苗开辟了新的可能性

随着细胞以高速通过细胞正规装置，缩小的微流体通道施加挤压，该挤压在细胞的膜中打开小的临时孔。结果，大分子 - 抗原，在本研究的情况下 - 可以在膜结合之前进入。

新出版的研究详细介绍了MIT的研究人员如何开发出一种新的微流体细胞挤压装置，为基于细胞的疫苗开辟了新的可能性。

MIT研究人员表明，它们可以使用微流体细胞挤压装置在免疫系统的B细胞内引入特异性抗原，为开发和实施抗原呈递细胞疫苗提供新的方法。

通过重新编程患者自己的免疫细胞来对抗入侵者来创造这些疫苗，对治疗癌症和其他疾病具有很大的希望。然而，几种效率低下的效率将其翻译与诊所相提并论，只有一种治疗得到了食品和药物管理局的批准。

虽然大多数这些疫苗是用树突细胞产生的，但是在免疫系统中具有广泛功能的一类抗原呈递细胞，研究人员在科学报告中发表的研究中表明B细胞可以被设计为替代品。

“我们希望消除使用B细胞作为抗原呈现细胞群的重要障碍，帮助他们补充或取代树突细胞，”麻省理工学院综合癌症研究所和纸张牵头作者MIT Koch研究所的Postdoc说，Gregory Szeto说。

Darrell Irvine是Koch Institute和生物工程教授和材料科学和工程的教授，是本文的高级作者。

一种新的疫苗制备方法

树突细胞是最自然多功能的抗原呈递细胞。在体内，它们连续地从潜在的侵入者样本抗原，它们处理和存在于它们的细胞表面上。然后细胞迁移到脾脏或淋巴结，在那里它们占据T细胞以对癌细胞或感染的细胞的攻击造成攻击，靶向摄取和呈现的特异性抗原。

尽管它们在免疫系统中的关键作用，但是在用于基于细胞的疫苗时，树突细胞具有缺点：他们有一个短暂的寿命，它们在激活时不掌握，它们在血液中相对稀少。

B细胞也是抗原呈递细胞，但与树突状细胞相反，它们可以在激活时激化并且在血液中丰富。但是，它们的功能更有限：而树突状细胞持续样品抗原它们遇到，则B细胞仅被遗传地编程，仅与其表面上与受体匹配的特定抗原结合。这样，如果它与其受体不匹配，则B细胞通常不会摄取并显示抗原。

使用微流体装置，通过挤压B细胞，MIT研究人员能够克服抗原摄取的这种遗传编程障碍。

通过“细胞，”设备平台最初在麻省理工学院开发，研究人员通过芯片上蚀刻的微小，并联通道通过悬浮液和靶抗原。正压系统通过这些通道移动悬浮液，该通道逐渐窄，对B细胞施加柔和的压力。这种“挤压”在其膜中打开小，临时孔，允许靶抗原通过扩散进入。

该过程有效地将细胞与抗原加载到CD8-或“杀手” - T细胞的响应，然后可以杀死癌细胞或其他靶细胞。

研究人员研究了培养中的挤压的B细胞，发现它们至少可以扩展抗原特异性T细胞以及使用抗体涂覆的珠粒的现有方法。作为概念证明，研究人员然后将挤压的B细胞和抗原特异性T细胞转移到小鼠中，观察到挤压的B细胞可以扩增脾脏和淋巴结中的T细胞。

研究人员还说，这是从B细胞激活脱离抗原递送的第一种方法。在摄取其抗原或遇到迫使它以摄取附近的抗原的外来刺激时，B细胞被激活。该激活使得B细胞进行非常特异性的功能，其具有基于B细胞的疫苗编程的有限选择。使用CellSqueeze来规避此问题，通过能够单独突出和激活，研究人员对疫苗设计具有更大的控制。

IOWA Carver School of School的免疫学和免疫疾病中心主任微生物学教授Gail Bishop表示，本文提出了一种“创造性的新方法，具有抗原呈递发展具有相当大的潜力细胞疫苗。“

“B细胞的抗原呈递能力通常被低估，但它们越来越欣赏其在疗法中的实际优势，”Bishop说，他们没有参与这项研究。“这种新的技术方法允许有效地用几乎任何抗原加载B细胞，并且具有将抗原靶向CD8 T细胞呈递途径的额外益处，从而促进了许多临床应用中所需的杀伤T细胞的激活。”

主要挤压

现在ARMON Shari，现在是Koch Institute的访问科学家，发达了Clotequeze，而他是Klavs Jensen Laboratories的研究生，沃伦K. Lewis化学工程教授和材料科学与工程教授，以及罗伯特兰莱大卫H. Koch Institute教授和Koch Institute的成员。Sharii，Jensen和Langer也是本文的作者。

在上个月在上个月发表的一个单独的研究中，Shari和他的同事首先表现出细胞正规可以将功能性大分子递送到免疫细胞中。该平台对现有的递送方法有益，包括电穿孔和基因工程病毒，其限于递送核酸。虽然核酸可以编码靶抗原的细胞，但这些间接方法具有缺点：它们具有有限的编码难以识别的抗原能力，并且使用核酸具有意外基因组编辑的风险。这些方法也有毒，可以引起细胞损伤和死亡。通过将蛋白质直接递送到具有最小毒性的细胞中，CellQueze避免了这些缺点，并且在这项新的研究中，证明了许多用于创造更有效的基于细胞的疫苗的通用平台。

“我们的梦想是产生一整类的疗法，涉及取出自己的细胞，告诉他们该怎么做，并将他们恢复到你的身体，以便对抗你的疾病，无论如何，”Sharei说。

在MIT开发CellQueze后，Shari在2013年共同创立了SQZ Biotech，进一步发展和商业化平台。正如公司从那时起的那样 - 现在最多13名员工 - 设备也在演变。Sharii，现在公司的首席执行官表示，通过改善设计和增加渠道的数量，目前的一代具有每秒100万个细胞的吞吐量。

未来的步骤

研究人员表示，他们现在计划改进基于B细胞的疫苗，以优化体内免疫细胞的分布和功能。基于B细胞的方法也可以减少制备疫苗所需的患者血液量。目前，每次必须准备新剂量时，接受基于细胞的疫苗的患者必须在几个小时内绘制。

同时，SQZ Biotech旨在减少其装置的占地面积，这可能会降低工程基于细胞的疫苗所需的时间和成本。

“如果我们可以利用其微流体性质，以其微流体性质，作为床头或现场可部署的设备，我们就会设想未来的系统，”Sharei说。“而不是将电池运送到这个大型的集中式设施，而是可以在您的医院或医生办公室进行。”

由于生物学和技术进一步改进，作者称，他们的方法可能是一种更有效，更有效，更昂贵，昂贵，用于开发患者的细胞疗法。

“沿着道路，你可能只能从正常注射器的血液抽取中获得足够的细胞，通过床头旁的床头装置，抗原你想要接种疫苗，然后你有疫苗，”Szeto说。

该研究由Kathy和Currble CanceS研究基金通过Koch Institute Frentier Research计划，国家癌症研究所，国家普通医学研究所，以及Howard Hughes医学院。

出版物：Armon Shari，等，“官能型大分子的官能型大分子递送到免疫细胞，”2015年Plos; DOI：10.1371 / journal.pone.0118803.

图像：SQZ BIOTECH.