显微镜图像显示在体内注射后三天从3D支架中收集的许多免疫系统的树突细胞。3D支架有效地重新创新并激活树突细胞以引发对特定细胞的免疫应答，例如癌细胞。
来自Wyss Institute和哈佛大学工程学院的新出版的研究表明，可编程生物材料可以使用针注射递送，诱导对抗癌症和传染病的免疫反应。
剑桥，马萨诸塞州 - 癌症如此致命的原因之一是它可以逃避身体的免疫系统的攻击，这使得肿瘤蓬勃发展和蔓延。科学家可以尝试诱导免疫系统，称为免疫疗法，进入攻击模式以对抗癌症并为癌细胞增长持久的免疫抗药性。现在，哈佛大学和哈佛大学工程学院的Wyss生物学启发工程研究所和应用科学学院（SEAR）的研究人员表现出非手术注射的可编程生物材料，这些生物材料自发地将体内组装成3D结构可以抗击甚至有助于预防癌症还有传染病，如艾滋病毒。他们的研究结果据报道在自然生物技术。
“我们可以使用微创递送来创建3D结构，以丰富和激活宿主的免疫细胞以瞄准和攻击体内有害细胞，”这项研究的高级作者大卫门尼，博士表示，博士学位，谁是Wyss学院核心教职员哈佛海域的罗伯特P. Pinkas教授生物工程教授。
由二氧化硅制成的微型可生物降解的棒状结构，称为中孔二氧化硅棒（MSRS），可以装载生物和化学药物组分，然后用皮肤下方用针递送。杆自发地组装在疫苗接种位点，形成一个三维脚手架，如倒入一箱火柴杆进入桌子上的一堆。MSR堆叠中的多孔空间足以募集和填充树突细胞，该细胞是监测身体的“监测”细胞，并在检测到有害存在时触发免疫应答。
“已经建立了纳米尺寸的介孔二氧化硅颗粒，其可用于从内部操纵磷脂细胞的有用，但这是第一次在微米尺寸范围内较大的颗粒用于在可以招募的体内脚手架中创建3D并吸引了数千万的免疫细胞，“山井坤省化工工程助理教授，博士道博士，博士学位，博士后，博士后，博士后的博士学位。
在实验室中合成，MSRS用小孔构建，内部被称为纳米孔。纳米孔可以填充有特异性细胞因子，寡核苷酸，大蛋白质抗原，或任何感兴趣的药物，以允许大量可能的组合治疗一系列感染。
“虽然现在我们专注于开发癌症疫苗，但在未来，我们可以通过使用来自MSRS释放的不同种类的细胞因子来操纵哪种类型的树突细胞或其他类型的免疫细胞募集到3D支架上， “联合领导作者Aileen Li，一名追求她的博士学位的研究生。在哈佛海的生物工程中。“通过调整MSR的表面性质和孔径，因此控制各种蛋白质和药物的引入和释放，我们可以操纵免疫系统治疗多种疾病。”
一旦3D支架从身体征集树突细胞，就释放了MSRS中所含的药物，这次释放其“监测”触发并引发免疫应答。活化的树突细胞将支架留出并向淋巴结行进，在那里它们抬起警报并指导身体的免疫系统攻击特定细胞，例如癌细胞。在注射部位，MSRS生物降解并在几个月内天然溶解。
到目前为止，研究人员只测试了小鼠中的3D疫苗，但发现它非常有效。实验表明，在将细胞分散给淋巴结并引发强大的免疫应答之前，将募集可注射的3D支架在宿主鼠中募集并吸引了数百万个树突细胞。
疫苗容易且迅速地制造，因此在出现新出现的传染病中，它们可能很快很快地获得。“我们预计3D疫苗可能对许多设置广泛有用，并且它们的可注射性质也将使它们易于在诊所内外管理，”默尼说。
由于疫苗通过触发免疫应答而作用，因此通过在感染之前构建身体的免疫抗性，甚至可以使用该方法使用。
“使用可编程生物材料作为一种强大的车辆来提供有针对性的治疗和预防性护理的可注射免疫疗法可以帮助抗击整个致命的感染，包括艾滋病毒和埃博拉等普通全世界杀手以及癌症，以及癌症，”Wyss Institute公司的唐纳德·索族，MD，PH.D.谁也是哈佛医学院和波士顿儿童医院的血管生物学教授，以及哈佛大海的生物工程教授。“这些可注射的3D疫苗提供了一种微创和可扩展的方式来提供通过模仿身体自身强大的免疫反应来提供工作的疗法，这些疾病在以前能够过度免疫检测的疾病中。”
额外的共同作者包括韩国Sungkyunkwan University的Youngjin Choi，Sarah A.哈佛大海和Wyss Institute的Wyss Institute的Lewin，以及Dana-Farber癌症研究所和哈佛大学医学院的Glenn Dranoff。
该研究得到了国家卫生研究所（1R01B015498），国家科学基金会，哈佛大学的国家生物启发工程学院，以及韩国的国家研究基金会。
出版物：Jaeyun Kim等，“可注射，自发组装，无机支架调节体内免疫细胞并增加疫苗疗效，”自然生物技术（2014）; DOI：10.1038 / NBT.3071
图像：哈佛大学Wyss学院
