Fabricación de Anisotropic antígeno Artificial polimérico que presenta las células para la activación de células T CD8 +

Las células que presenta antígenos artificiales (aAPC) han demostrado promesa como agentes inmunomoduladores porque pueden generar una respuesta robusta célula de T antígeno-específica. Esencial para estas plataformas son su capacidad para presentar eficientemente señales cruciales para la activación de células T. AAPC acelular son una alternativa atractiva a aAPC celulares porque son más fáciles y menos costosos de fabricar, menos dificultades durante el escalado y traducción y mitigar los riesgos asociados con las terapias basadas en células. AAPC acelular también permiten un alto grado de control sobre los parámetros de presentación de señal y características físicas de la superficie que se une con las células de T¹.

aAPC debe recapitular un mínimo de dos señales esenciales para la activación de células T. Señal 1 proporciona el reconocimiento del antígeno y se produce cuando el receptor T (TCR) reconoce y compromete con un MHC de clase I o II con su antígeno cognado, culminando en la señalización a través del complejo TCR. Para omitir el requisito de especificidad de antígeno, aAPC sistemas a menudo llevan un agonístico anticuerpo monoclonal contra el receptor CD3, que estimula un complejo TCR. Formas recombinantes de MHC, particularmente MHC Multímeros, han utilizado también en la superficie de aAPC para proporcionar especificidad de antígeno^2,3. Señal 2 es una señal costimulatory que dirige la actividad de las células T. Para proporcionar la coestimulación necesaria para la activación de células T, el receptor CD28 generalmente es estimulado con un anticuerpo agonístico presentado en la superficie de la aAPC, aunque otros receptores costimulatory como 4-1BB han dirigido con éxito⁴. Proteínas de señal 1 y 2 normalmente son inmovilizadas en la superficie de partículas rígidas para sintetizar aAPC. Históricamente, aAPC han sido fabricados de una variedad de materiales, incluyendo poliestireno^4,5 y hierro dextrano⁶. Los sistemas más nuevos utilizan polímeros biodegradables como poli (ácido láctico-co-glicólico) (PLGA) para generar aAPC que puede acoplarse fácilmente para señalar las proteínas, es convenientes para la administración directa en vivoy puede facilitar la liberación de encapsulado de citocinas o factores solubles al aumentar la activación de la célula de T^7,8.

Además de la presencia de proteínas de señal necesario, compromiso del receptor sobre una superficie suficientemente grande durante la interacción de la célula de la aAPC/T es esencial para la activación de células T. Así, parámetros físicos de la aAPC tales como tamaño y forma drásticamente alteran su área disponible de contacto y afectan su capacidad para estimular las células T. AAPC tamaño micrométrico han demostrado ser más eficaz en estimular las células de T que sus contrapartes de nanoescala^9,10. Sin embargo, puede tener nano-aAPC biodistribución superior y mejor drenaje a los ganglios linfáticos que pueden mejorar su rendimiento en vivo sobre micro-aAPC¹¹. La forma es otra variable de interés en sistemas basados en partículas aAPC. AAPC anisotrópico se han demostrado recientemente para ser más eficaz que partículas isotrópicas a estimular las células T, debido principalmente a la mayor interacción con las células diana junto con captación reducida celular inespecífica. Células se unen preferentemente al eje longitudinal de las partículas elipsoidales, y el mayor radio de curvatura y la superficie plana permite más contacto entre la aAPC y de la célula de T¹². El eje largo de las partículas elipsoidales también desalienta la fagocitosis, dando por resultado la circulación creciente de tiempo que las partículas esféricas siguiendo en vivo administración^12,13. Debido a estas ventajas, las partículas elipsoidales median una mayor expansión de específica de antígeno las células T en vitro y en vivo en comparación con las partículas esféricas, un efecto observado en el micro y nanoscales^{12, 13}. Hay varias estrategias para fabricar partículas anisotrópicas, pero película delgada que se extiende es un método simple, ampliamente aceptado para generar una amplia gama de partículas diversas formas¹⁴. Tras la síntesis, las partículas son en películas y se extendía en una o dos dimensiones a una temperatura por encima de la temperatura de transición vítrea del material de partículas. La película entonces se disuelve para recuperar las partículas. A pesar de un creciente interés en las partículas anisotrópicas, enfoques actuales de fabricación aAPC basada en partículas en su mayoría se limitan a isotrópicos sistemas y métodos de alterar la forma de la partícula pueden ser difícil de implementar, incompatibles con determinadas síntesis de aAPC estrategias y falta de precisión y reproducibilidad¹⁵. Nuestra técnica de estiramiento de película delgada puede ser realizado manualmente o en forma automática para generar rápidamente las partículas anisotrópicas sintetizadas a partir de una variedad de polímeros biodegradables, se extendía a una relación de aspecto deseada en una o dos dimensiones¹⁵.

Basado en nuestro trabajo anterior, hemos desarrollado un enfoque basados en partículas biodegradable combinado con escalable tecnología de película delgada que estira para rápidamente generar aAPC con forma y tamaño ajustable de manera estandarizada para la expansión de la célula de T ex vivo o en vivo. Nuestra estrategia verbal de proteína se puede utilizar para acoplar cualquier proteína de interés a los grupos carboxilo en la superficie de la partícula en una densidad deseada, dando un alto grado de flexibilidad a este sistema aAPC. También se describen métodos para caracterizar el tamaño, la morfología y la proteína de la superficie de aAPC y para evaluar su funcionalidad en vitro. Este protocolo puede ser muy fácilmente adaptable para expandir las células inmunes ex vivo o en vivo para una variedad de aplicaciones de inmunoterapia.