![]() |
Вакцина из биоматериала стимулирует и поддерживает увеличение лимфатических узлов после вакцинации, усиливая противоопухолевый иммунитет в животной модели. У каждого из нас есть около 600 лимфатических узлов (ЛУ) — маленьких бобовидных органов, которые содержат различные типы клеток крови и фильтруют лимфатическую жидкость. Многие также сталкивались с тем, что некоторые ЛУ опухают во время инфекций, вызванных вирусами или другими патогенами. Расширение и последующее сокращение ЛУ может также происходить в результате введения вакцин, и считается, что это отражает иммунный ответ на вакцину. Хотя исследователи изучали раннее расширение ЛУ после вакцинации, они не исследовали, может ли длительное расширение ЛУ повлиять на результаты вакцинации. Впервые исследователи из Института биологической инженерии имени Уисса при Гарвардском университете, Гарвардской школы инженерных и прикладных наук имени Джона А. Полсона (SEAS) и компании Genentech, входящей в группу Roche, нашли способ усилить и продлить расширение ЛУ и изучить, как это явление влияет на иммунную систему и эффективность вакцинации против опухолей. Ключевым моментом в их подходе стала формула вакцины из биоматериала, которая обеспечивала более значительное и продолжительное расширение ЛУ по сравнению со стандартными контрольными вакцинами. Хотя увеличенные ЛУ сохраняли нормальную тканевую организацию, они демонстрировали измененные механические характеристики и содержали большее количество различных типов иммунных клеток, которые обычно участвуют в иммунных реакциях против патогенов и рака. Важно отметить, что «резкое» увеличение лимфатических узлов перед введением традиционной вакцины против антигена, специфичного для меланомы, привело к более эффективному и устойчивому противоопухолевому ответу у мышей. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Biomedical Engineering.
Муни также является семейным профессором биоинженерии Роберта П. Пинкаса в SEAS и одним из главных исследователей финансируемого NIH и координируемого Wyss центра Immuno-Engineering to Improve Immunotherapy (i3). Команда Муни из Института Уисса и SEAS ранее уже разрабатывала различные биоматериалы в качестве матрицы для вакцин против рака и инфекций. Исследователи продемонстрировали потенциал вакцин из биоматериалов для успешной борьбы с ростом опухолей в ходе обширной работы, проведенной на доклинических моделях животных, и первого клинического испытания с участием пациентов с раком. Но они еще не изучали, как их вакцины и вакцины, разработанные другими учеными, могут влиять на реакцию ЛУ, дренирующих вытекшую тканевую жидкость в местах введения вакцины, и оказывать воздействие на тканевую организацию ЛУ, различные типы клеток и экспрессию их генов, что, в свою очередь, может повлиять на эффективность вакцины. В новом исследовании они протестировали ранее разработанный состав вакцины, основанный на микромасштабных стержнях из мезопористого кремнезема (MPS), которые можно вводить вблизи опухолей и формировать под кожей проницаемую для клеток 3D-структуру-скаффолд. Сконструированные таким образом, чтобы выделять цитокин, привлекающий иммунные клетки (GM-CSF), адъювант, активирующий иммунные клетки (CpG), и молекулы опухолевого антигена, MPS-вакцины способны перепрограммировать рекрутированные так называемые антиген-презентирующие клетки, которые, мигрируя в близлежащие ЛУ, организуют сложные иммунные ответы, уничтожающие опухолевые клетки. Новое исследование показало, что у этой концепции есть еще несколько граней.
Исследование ЛУ с помощью ультразвука и наноустройствЧтобы понять реакцию ЛУ на MPS-вакцины с течением времени, команда применила метод визуализации с помощью ультразвука, известный как высокочастотный ультразвук (HFUS). Подобно наблюдению за развитием крошечного плода в материнской утробе с помощью клинического ультразвука, HFUS в гораздо меньших масштабах позволяет неинвазивно и неразрушающе отслеживать анатомические детали тканей и органов у мелких животных, таких как мыши. Используя HFUS, команда проследила за отдельными ЛУ у мышей, вакцинированных против МПС, в течение 100 дней. Они выявили начальный период пикового расширения, продолжавшийся до 20-го дня, когда объем ЛУ увеличился примерно в 7 раз, что значительно больше, чем у животных, получавших традиционные вакцинные составы. Важно отметить, что ЛУ мышей, вакцинированных против МПС, хотя и уменьшились в объеме после этого пика расширения, оставались значительно более расширенными, чем ЛУ традиционно вакцинированных мышей, на протяжении всего 100-дневного периода. Когда Наджиби и его команда исследовали механические реакции ЛУ с помощью устройства для наноиндентирования, они обнаружили, что ЛУ животных, вакцинированных против МПС, хотя и сохранили в целом нормальную структуру, стали менее жесткими и более вязкими в определенных местах. Это сопровождалось реорганизацией белка, который собирает и контролирует механически активный цитоскелет клеток. Интересно, что ранее группа Муни показала в исследовании биоматериалов, что изменение механических характеристик среды иммунных клеток, особенно их вязкоупругости, влияет на развитие и функции иммунных клеток.
От вовлечения иммунных клеток к вакцинальному ответуИнтересно, что после MPS-вакцинации количество «врожденных иммунных клеток», включая моноциты, нейтрофилы, макрофаги и другие типы клеток, которые создают первую волну иммунной защиты против патогенов и нежелательных клеток, достигало максимума сначала в расширяющихся ЛУ. С опозданием на пик вышли дендритные клетки (ДК), которые обычно передают информацию в виде антигенов от вторгающихся патогенов и раковых клеток „адаптивным иммунным клеткам“, запускающим последующие волны высокоспецифичных иммунных реакций против антигенпродуцирующих захватчиков. Фактически, наряду с ДК, также Т- и В-клетки адаптивной иммунной системы начали достигать своего наивысшего количества.
Клетки врожденного иммунитета и ДК также известны как «миелоидные клетки», которые, как известно, взаимодействуют с тканями ЛУ на ранних стадиях развития. Для дальнейшего определения влияния миелоидных клеток на расширение ЛУ команда Муни сотрудничала с группой Шеннон Терли, доктора философии, вице-президента по иммунологии и регенеративной медицине в Genentech, эксперта в области биологии лимфатических узлов и иммунологии опухолей.
Выделив миелоидные клетки из ЛУ и проанализировав профили экспрессии генов отдельных клеток (single cell RNA-seq), группы смогли реконструировать различные изменения в популяциях миелоидных клеток во время расширения ЛУ и выявить отдельные популяции ДК в долговременно расширенных ЛУ, изменение экспрессии генов которых было связано с расширением ЛУ. Кроме того, сотрудники обнаружили, что количество моноцитов увеличивается в 80 раз после вакцинации MPS — самый высокий прирост среди всех типов миелоидных клеток — и определили субпопуляции «воспалительных и антигенпрезентирующих моноцитов» как перспективных кандидатов для содействия расширению ЛУ. В самом деле, когда они истощали определенные субпопуляции этих типов моноцитов из циркулирующей крови мышей после вакцинации, поддержание расширения ЛУ и сроки Т-клеточного ответа на вакцинацию изменялись. Наконец, команда исследовала, может ли расширение ЛУ повысить эффективность вакцинации. «Запуск» иммунной системы в ЛУ с помощью MPS-вакцины без антигена и последующее введение антигена в традиционном формате вакцины значительно улучшили противоопухолевый иммунитет и продлили выживаемость мышей, переносящих меланому, по сравнению с традиционной вакциной.
«Эта новая способность физически расширять лимфатические узлы и усиливать их различную иммунную активность в течение длительных курсов лечения с помощью продуманных и легко вводимых биоматериалов может дать огромный толчок иммунотерапии пациентов. Это также еще один прекрасный пример того, как механика играет ключевую роль в регулировании живых систем, даже иммунных реакций, где мало кто считает физические сигналы важными», — заключает директор-основатель Wyss Дональд Ингбер, доктор медицины, доктор философии, который также является профессором сосудистой биологии Джуда Фолкмана в Гарвардской медицинской школе и Бостонской детской больнице и профессором биоинженерного дела Хансйорга Висса в SEAS. 06.05.2024 |
Здоровье
![]() | |
PLOS Global Public Health: В США падает потребление сигарет, сахара и опиоидов | |
В исследовании, опубликованном на этой не... |
![]() | |
Раннее слабоумие встречается все чаще — заболеваемость болезнью Альцгеймера растет | |
Крупное исследование, проведённое финскими уни... |
![]() | |
Пестициды могут повышать риск развития некоторых видов рака, как и курение | |
Пестициды нужны для хорошего урожая и&nbs... |
![]() | |
JSAD: Ученые ошиблись — умеренные дозы алкоголя тоже не продлевают жизнь | |
Многие слышали, что бокал вина в ден... |
![]() | |
Химики СПбГУ создали сенсор для определения гистамина по слюне | |
Учёные Санкт-Петербургского государственного у... |
![]() | |
В КФУ создают препарат для лечения ишемии-реперфузии нервной ткани | |
Сегодня не существует надёжного способа л |
![]() | |
В России предложили новую классификацию камней в почках по структуре и составу | |
Специалисты Сеченовского Университета предложи... |
![]() | |
Оценка мозга при деменции и инсульте также предсказывает депрессию в конце жизни | |
У людей старше 60 лет может развиться деп... |
![]() | |
ANZJ of Public Health: Пары сварки подвергают сварщиков риску развития рака | |
Исследование Университета Кертина показало, чт... |
![]() | |
Tobacco Control: Пора бить тревогу из-за вейпов со встроенными играми | |
Учёные из Калифорнийского университета в&... |
![]() | |
Nature: Поражение лёгких при COVID долго не проходит из-за реакции иммунитета | |
Учёные выяснили, что подавление белка, св... |
![]() | |
Nature Communications: Доказана перспективность универсальной вакцины от гриппа | |
Сотрудники Орегонского университета здоровья и... |
![]() | |
Blood Cancer Jrnl: Новый препарат улучшает выживаемость пациентов с раком крови | |
Рецидивирующий острый миелоидный лейкоз, ... |
![]() | |
Advanced Materials: Гидрогелевое средство контрацепции сможет лечить эндометриоз | |
Гидрогели, изготовленные из пластика, кот... |
![]() | |
Royal Society Open Science: Интенсивное животноводство приведет к пандемиям | |
Индустриальное сельское хозяйство снижает риск... |
![]() | |
European Heart Journal: Набор веса в молодости вредит сердцу в старости | |
Люди, которые набирают лишний вес с ... |
![]() | |
35% переболевших коронавирусом в течение года столкнулись с ухудшением здоровья | |
После начала пандемии коронавируса появились с... |
![]() | |
Science Immunology: Воспаление мозга вызывает мышечную слабость после инфекций | |
Воспаление в головном мозге может быть вы... |
![]() | |
ИИ лучше клинических тестов справился с прогнозом течения болезни Альцгеймера | |
Учёные из Кембриджа создали искусственный... |
![]() | |
Acta Biomaterialia: Гидрогель поможет понять механизм развития Альцгеймера | |
Учёные из Института биомедицинских иннова... |
![]() | |
Лекарство от рака крови может повысить эффективность радиотерапии опухолей мозга | |
Препараты от рака крови и других вид... |
![]() | |
npj Precision Oncology: Урон для нервов при лечении рака груди можно предсказать | |
Многие женщины, лечащиеся от рака груди с... |
![]() | |
В университете Алабамы предложили не стигматизировать тучность | |
Предрассудки в отношении толстых людей пр... |
![]() | |
NatureComm: ИИ помог ученым открыть опасный рак и способ его определения | |
Ученые из Университета Британской Колумби... |
![]() | |
Biology Methods and Protocols: В борьбу с раком бросают искусственный интеллект | |
Новая статья в журнале Biology Methods &a... |
![]() | |
JCI: Тяжелая форма COVID-19, возможно, связана с аутоантителами | |
Несмотря на то, что у большинст... |
![]() | |
Каждый четвертый родитель говорит, что ребенок не может уснуть из-за тревоги | |
Родители маленьких детей со мной согласят... |
![]() | |
Front. Aging Neurosci: Поведение в новом пространстве может подсветить деменцию | |
Пространственная навигация — способ... |
![]() | |
Obesity: Физическая активность по вечерам снижает уровень сахара в крови | |
Согласно новому исследованию, опубликованному ... |
![]() | |
EHJ-CI: Нарушенный кровоток может повредить стенку расширенной аорты | |
Аномальный кровоток в аорте связан с ... |