Wissenschaftler Voraus, Schaffung von „künstlichen Lymphknoten‘ Kampf gegen den Krebs, andere Krankheiten

In einer proof-of-principle-Studie an Mäusen, die Wissenschaftler an der Johns Hopkins Medicine Bericht die Schaffung des speziellen gel, das wirkt wie ein Lymphknoten, um erfolgreich zu aktivieren und multiplizieren Krebs-kämpfende Immunsystem T-Zellen. Die Arbeit bringt die Wissenschaftler einen Schritt näher, Sie sagen, um das injizieren solcher künstlichen Lymphknoten in Menschen und Funkenbildung T-Zellen, um Krankheiten zu bekämpfen.

In den letzten Jahren eine Welle von Entdeckungen hat fortgeschrittene neue Techniken zu nutzen, die T-Zellen-eine Art weißer Blutkörperchen — in der Behandlung von Krebs. Um erfolgreich zu sein, müssen die Zellen grundiert werden, oder gelehrt, zu erkennen und darauf zu reagieren molekulare Markierung, dass dot den Oberflächen von Krebszellen. Die Aufgabe der Erziehung T-Zellen auf diese Weise in der Regel geschieht, in den Lymphknoten, kleine, bohnenförmige Drüsen gefunden über den ganzen Körper, Haus T-Zellen. Aber bei Patienten mit Krebs und Erkrankungen des Immunsystems, dass der Lernprozess ist fehlerhaft, oder nicht passiert.

Zum Umgang mit solchen Mängeln, aktuelle T-cell-booster-Therapie erfordert ärzte zum entfernen von T-Zellen aus dem Blut eines Patienten mit Krebs und injizieren die Zellen zurück in den Patienten, nachdem Sie entweder Gentechnik oder die Aktivierung der Zellen in einem Labor, so dass Sie erkennen, Krebs-verbundene molekulare flags.

Eine solche Behandlung, die sogenannten CAR-T-Therapie ist teuer und wird nur in spezialisierten Zentren mit Laboren in der Lage, die komplizierte Aufgabe der engineering-T-Zellen. Zusätzlich, es dauert in der Regel etwa sechs bis acht Wochen, um die Kultur der T-Zellen, die in Laboratorien und, einmal wieder in den Körper, die Zellen, die nicht lange im Körper des Patienten, so dass die Wirkung der Behandlung kann von kurzer Dauer sein.

Die neue Arbeit, berichtet April 10 in der Fachzeitschrift Advanced Materials, ist ein Gebot von Johns Hopkins Wissenschaftler zu finden, die eine mehr effiziente Art, – engineering von T-Zellen.

„Wir glauben, dass eine T-Zelle ist die Umwelt sehr wichtig. Biologie tritt nicht bei Kunststoff-Geschirr; es passiert im Gewebe“, sagt John Hickey, Ph. D.-Kandidat in der biomedizinischen Technik an der Johns Hopkins University School of Medizin und ersten Autor von der Studie.

Um die engineered T-Zellen “ Umwelt biologisch realistisch, Hickey — arbeitet mit seinen Mentoren, Hai-Quan Mao, Ph. D., stellvertretender Direktor des Johns Hopkins Institut für Nanobiotechnologie und Jonathan Schneck, M. D., Ph. D., professor der Pathologie, der Medizin und Onkologie an der Johns Hopkins University School of Medicine — versucht, mit ein jelly-like polymer oder hydrogel, als eine Plattform für die T-Zellen. Auf das hydrogel, die Wissenschaftler haben zwei Arten von Signalen, die Förderung und „teach“ – T-Zellen, zu schärfen in auf ausländische Ziele zu zerstören.

In Ihren Experimenten, T-Zellen aktiviert Hydrogele produziert 50 Prozent mehr Molekülen, den sogenannten Zytokinen, ein marker für die Aktivierung, als T-Zellen, gehalten auf Kunststoff-kulturgefäße.

Da Hydrogele können auf Bestellung angefertigt werden, die Johns Hopkins Wissenschaftler erstellt und getestet eine Reihe von Hydrogelen, die aus dem sehr weichen Griff einer einzelnen Zelle, die steifer Qualität einer Zelle verpackt Lymphknoten.

„Eines der überraschenden Ergebnisse war, dass T-Zellen bevorzugen eine sehr weiche Umgebung, ähnlich den Interaktionen mit einzelnen Zellen, im Gegensatz zu einer dicht gepackten Gewebe“, sagt Schneck.

Mehr als 80 Prozent der T-Zellen auf die weiche Oberfläche multipliziert sich, verglichen mit keiner von den T-Zellen über die Firma Art von hydrogel.

Wenn die Johns Hopkins-team-T-Zellen auf einem weichen hydrogel, fanden Sie, dass die T-Zellen multipliziert, die aus nur wenigen Zellen zu 150.000 Zellen-viel nutzen für die Krebs-Therapie-innerhalb von sieben Tagen. Im Gegensatz dazu, wenn die Wissenschaftler andere konventionelle Methoden zu stimulieren und zu expandieren T-Zellen, konnten Sie eine Kultur nur 20.000 Zellen innerhalb von sieben Tagen.

In der nächsten Reihe von Experimenten, die Wissenschaftler injizierten T-Zellen entwickelt, in der entweder die weichen Hydrogele oder der Kunststoff-kulturgefäße in Mäuse implantiert mit Melanom, einer tödlichen form von Hautkrebs. Tumoren in Mäusen mit T-Zellen kultiviert auf Hydrogelen, stabil in Größe, und einige der Mäuse überlebten länger als 40 Tage. Durch Kontrast, die Tumoren wuchsen in den meisten Mäusen injiziert mit T-Zellen kultiviert in Kunststoff-Geschirr, und keine dieser Mäuse lebten über 30 Tage.

„Als wir perfektionieren das hydrogel und replizieren das wesentliche Merkmal der natürlichen Umwelt, einschließlich der chemischen Wachstumsfaktoren locken Krebs-Bekämpfung T-Zellen und andere Signale, werden wir letztlich in der Lage sein zu entwerfen, künstliche Lymphknoten für regenerative Immunologie-basierte Therapie“, sagt Schneck, Mitglied der Johns Hopkins Kimmel Cancer Center.

Die Wissenschaftler eingereicht haben, für Patente im Zusammenhang mit der hydrogel-Technologie beschrieben in Ihrem Bericht.