Консервативная инъекция «программируемого биоматериала» – способный к самопроизвольной сборке в 3D структуру, когда в живом организме – может быть в состоянии бороться и предотвратить рак и другие серьезные болезни, согласно совместному проекту от исследователей Гарварда в Институте Wyss Биологически Вдохновленной Разработки и Школе Технических и прикладных наук, обоих в Кембридже, Массачусетс.Палочки кварца Mesoporous спонтанно собираются, чтобы сформировать пористые 3D леса. 3D леса имеют много укромных уголков и трещин и являются достаточно большими, чтобы предоставить десяткам миллионов принятых на работу иммуноцитов помещение.
Кредит изображения: Институт Wyss в Гарвардском университетеКоманды Гарварда исследуют использование биоразлагаемых палочек, известных как mesoporous палочки кварца (MSRs), чтобы поставить препараты через инъекцию. Когда препараты достигают места вакцинации, они собираются спонтанно в 3D леса в образе, который исследователи сравнивают с заливкой коробки спичек в груду на столе.
Десятки миллионов дендритных клеток роятся к структуре и поселяются в пределах укромных уголков и трещин лесов MSR. Эти клетки «наблюдения» контролируют тело – когда вредное наличие обнаружено, они вызывают иммунную реакцию.
«Мы можем создать 3D структуры с помощью минимально инвазивной поставки, чтобы обогатить и активировать иммуноциты хозяина, чтобы предназначаться и напасть на вредные клетки в естественных условиях», говорит ведущий автор исследования Дэвид Муни, доктор философии, который является Преподавателем Ядра Института Wyss и профессором Роберта П. Пинкаса Биоинженерии в Школе Гарварда Технических и прикладных наук (МОРЯ).Исследование является первым, чтобы использовать mesoporous леса кварца, чтобы принять на работу иммуноцитыАвтор Co-лидерства Джэеюн Ким, доктор философии, доцент Химического машиностроения в университете Sungkyunkwan и бывшем Постдокторанте Института Wyss, объясняет далее:«Наноизмеренные mesoporous частицы кварца были уже установлены как полезные для управления отдельными клетками с внутренней части, но это – первый раз, когда большие частицы, в диапазоне размера микрона, используются, чтобы создать 3D в естественных условиях леса, которые могут принять на работу и привлечь десятки миллионов иммуноцитов».Когда MSRs строятся в лаборатории, палочки построены со многими маленькими отверстиями – «нанопорами» – который может быть загружен препаратами как требуется, чтобы бороться с инфекцией.
Когда дендритные клетки приняты на работу от тела до лесов, препараты, содержавшиеся в нанопорах, выпущены, который вызывает иммунную реакцию в дендритных клетках.После того, как активированный в иммунную реакцию, дендритные клетки оставляют леса, путешествуя в лимфатические узлы, где они направляют иммунную систему, чтобы напасть на определенные клетки, такие как раковые клетки. Между тем структура MSR разлагается и распадается естественно.
Изображение микроскопа показывает многие дендритные клетки иммунной системы, собранные из 3D лесов спустя 3 дня после этого в естественных условиях инъекция.Кредит изображения: Институт Wyss в Гарвардском университете«Несмотря на то, что прямо сейчас мы сосредотачиваемся на развитии вакцины против рака, в будущем мы могли быть в состоянии управлять, какой тип дендритных клеток или другие типы иммуноцитов приняты на работу к 3D лесам при помощи различных видов цитокинов, выпущенных от MSRs», говорит автор co-лидерства Эйлин Ли, аспирант, преследующий ее доктора философии в биоинженерии в МОРЯХ Гарварда.
«Путем настройки поверхностных свойств и размера поры MSRs, и поэтому контролирования введением и выпуском различных белков и препаратов, мы можем управлять иммунной системой, чтобы лечить множественные заболевания», добавляет Ли.3D вакцина является ‘очень эффективной’ при испытаниях мышиЭта новая вакцина MSR была проверена у мышей и, как находили, была «очень эффективной», по словам авторов, издающих их результаты исследования в журнале Nature Biotechnology.
Исследователи полагают, что вакцины могли быть сделаны широко доступными и развернутыми быстро, чтобы иметь дело с эпидемиями, поскольку они могут быть легко и быстро произведены.А также борясь с инфекциями и определенными видами клеток, 3D вакцина может также быть эффективной профилактической терапией, поскольку тот же вызывающий иммунную реакцию механизм мог использоваться, чтобы усилить иммунитет перед инфекцией.
Доктор Дональд Ингбер, доктор философии, Директор-основатель Института Wyss и преподаватель Биоинженерии в МОРЯХ Гарварда, говорит:«Впрыскиваемые иммунотерапии, использующие программируемые биоматериалы в качестве мощного транспортного средства, чтобы поставить предназначенное лечение и профилактическую заботу, могли помочь бороться с целым диапазоном смертельных инфекций, включая общих глобальных киллеров как ВИЧ и Эбола, а также рак.Эти впрыскиваемые 3D вакцины предлагают минимально инвазивный и масштабируемый способ поставить методы лечения, работающие путем имитирования собственной сильной иммунной реакции тела при болезнях, которые ранее были в состоянии граничить с иммунным обнаружением."