Биоинструктивный материал

Биоинструктивные материалы дают инструкции биологическим клеткам или тканям, например, иммунную инструкцию, когда моноциты культивируются на определенных полимерах, которые они поляризуют до про- или противовоспалительных макрофагов , что потенциально может применяться в имплантируемых устройствах. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} или материалы для восстановления скелетно-мышечных тканей. ^{[ 3 ]} Из-за скудности информации о механизме материального контроля клеток, за пределами общего признания важной роли адсорбированных биомолекул, ^{[ 4 ]} высокопроизводительный скрининг больших библиотек материалов, топографий и форм часто используется для идентификации систем клеточных инструктивных материалов. ^{[ 5 ]} Применение биоинструктивных материалов в качестве субстратов для производства стволовых клеток, ^{[ 6 ]} доставка клеток и уменьшение реакции на инородное тело ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]} и покрытия для уменьшения инфекций на медицинских устройствах. ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]} Этот подход без выщелачивания отличается от стратегий инфекционного контроля, основанных на антибиотиков . высвобождении ^{[ 11 ]} доставка цитокинов ^{[ 12 ]} или наведение клеток с помощью поверхностно расположенных эпитопов ^{[ 13 ]} вдохновленный природой.

Многофункциональные альгинатные каркасы для инженерии и высвобождения Т-клеток

Примером используемых биоинструктивных каркасов являются многофункциональные альгинатные каркасы для инженерии и высвобождения Т-клеток (MASTER). MASTER — это метод инженерии in situ , репликации и высвобождения генно-инженерных Т-клеток. Это эволюция CAR-T-клеточной терапии. Т-клетки извлекаются из организма пациента и смешиваются с генно-инженерным вирусом, содержащим ген, нацеленный на рак (как в случае с CAR T). Затем смесь добавляют к МАСТЕРУ (каркасу), который их поглощает. МАСТЕР содержит антитела , которые активируют Т-клетки, и интерлейкины , запускающие пролиферацию клеток. Затем MASTER имплантируется пациенту. Активированные Т-клетки взаимодействуют с вирусами, превращаясь в CAR-Т-клетки. Интерлейкины стимулируют пролиферацию этих CAR T-клеток, и CAR T-клетки выходят из MASTER, чтобы атаковать рак. Техника занимает часы, а не недели. А поскольку клетки моложе, они дольше сохраняются в организме, демонстрируют более высокую эффективность против рака и имеют меньше признаков истощения. Эти возможности были продемонстрированы на моделях мышей. Лечение было более эффективным и длительным в отношении лимфомы. ^{[ 14 ]}^{[ 15 ]}

Ссылки

^ Хасан, Ростам (2015). «Влияние химии поверхности и топографии на функцию антигенпредставляющих клеток». Биоматериаловедение . 3 (3): 424–441. дои : 10.1039/C4BM00375F . ПМИД 26222286 .
^ Хасан, Ростам (2020). «Иммунно-инструктивные полимеры контролируют фенотип макрофагов и модулируют реакцию на инородное тело in vivo» . Материя (Cell Press) . 2 (6): 1564–1581. дои : 10.1016/j.matt.2020.03.018 . S2CID 219058481 .
^ Томас, Гонсалес-Фернандес (2019). «Биоинструктивные материалы для регенерации опорно-двигательного аппарата» . Акта Биоматериалы . 96 : 20–34. doi : 10.1016/j.actbio.2019.07.014 . ПМЦ 6717669 . ПМИД 31302298 .
^ Бадди, Ратнер (2005). «Опосредование взаимодействий биоматериала и клетки с помощью адсорбированных белков: обзор». Тканевая инженерия . 11 (1–2): 1–18. дои : 10.1089/ten.2005.11.1 . ПМИД 15738657 . S2CID 19306269 .
^ Ян, Лянлян (2021). «Высокопроизводительные методы открытия и изучения биоматериалов и материалобиологии» . Химические обзоры . 121 (8): 4561–4677. doi : 10.1021/acs.chemrev.0c00752 . ПМЦ 8154331 . ПМИД 33705116 .
^ Селиз, Адам (2014). «Материалы для фабрик стволовых клеток будущего» . Природные материалы . 13 (6): 570–579. Бибкод : 2014NatMa..13..570C . дои : 10.1038/nmat3972 . ПМИД 24845996 . S2CID 205409943 .
^ Вегас, Артуро (2016). «Комбинаторная библиотека гидрогелей позволяет идентифицировать материалы, которые смягчают реакцию инородного тела у приматов» . Природная биотехнология . 34 (3): 345–352. дои : 10.1038/nbt.3462 . hdl : 1721.1/109048 . ПМЦ 4904301 . ПМИД 26807527 .
^ Вегас, Артуро (2016). «Долгосрочный гликемический контроль с использованием бета-клеток, полученных из стволовых клеток человека, инкапсулированных в полимер, у иммунокомпетентных мышей» . Природная медицина . 23 (3): 306–311. дои : 10.1038/нм.4030 . ПМЦ 4825868 . ПМИД 26808346 .
^ Крюк, Эндрю (2012). «Комбинаторное открытие полимеров, устойчивых к бактериальному прикреплению» . Природная биотехнология . 30 (9): 868–875. дои : 10.1038/nbt.2316 . hdl : 1721.1/91141 . ПМЦ 3796337 . ПМИД 22885723 .
^ Джеффри, Н. (2019). «Новое устойчивое к бактериям полимерное покрытие катетера для уменьшения катетер-ассоциированной инфекции мочевыводящих путей (CAUTI): первое пилотное исследование на человеке» . Европейские урологические добавки . 18 : е377. дои : 10.1016/S1569-9056(19)30282-9 . S2CID 87771243 .
^ Бэйстон, Роджер (2004). «Способ действия антимикробного биоматериала для использования в шунтах при гидроцефалии». Журнал антимикробной химиотерапии . 53 (5): 778–782. дои : 10.1093/jac/dkh183 . ПМИД 15056650 .
^ Рябов, Владимир (2017). «Получение противовоспалительных макрофагов для имплантатов и регенеративной медицины с использованием самостоятельных систем высвобождения с рецептурой коктейля цитокинов, фиксирующих фенотип» . Акта Биоматериалы . 53 : 389–398. doi : 10.1016/j.actbio.2017.01.071 . ПМИД 28159717 .
^ Кавальканти-Адам, Элизабетта (2007). «Динамика распространения клеток и фокальной адгезии регулируется расстоянием между лигандами интегрина» . Биофизический журнал . 92 (8): 2964–2974. Бибкод : 2007BpJ....92.2964C . doi : 10.1529/biophysj.106.089730 . ПМК 1831685 . ПМИД 17277192 .
^ Ирвинг М (29 марта 2022 г.). «Имплантируемая иммунотерапия «фабрика» борется с раком быстрее и эффективнее» . Новый Атлас . Проверено 29 марта 2022 г.
^ Агарвалла П., Огуннаике Э.А., Ан С., Фрелих К.А., Янссон А., Лиглер Ф.С. и др. (март 2022 г.). «Биоинструктивные имплантируемые каркасы для быстрого производства и высвобождения CAR-T-клеток in vivo» . Природная биотехнология . 40 (8): 1250–1258. дои : 10.1038/s41587-022-01245-x . ПМЦ 9376243 . ПМИД 35332339 . S2CID 247678703 .

[1] Хасан, Ростам (2015). «Влияние химии поверхности и топографии на функцию антигенпредставляющих клеток». Биоматериаловедение . 3 (3): 424–441. дои : 10.1039/C4BM00375F . ПМИД 26222286 .

[2] Хасан, Ростам (2020). «Иммунно-инструктивные полимеры контролируют фенотип макрофагов и модулируют реакцию на инородное тело in vivo» . Материя (Cell Press) . 2 (6): 1564–1581. дои : 10.1016/j.matt.2020.03.018 . S2CID 219058481 .

[3] Томас, Гонсалес-Фернандес (2019). «Биоинструктивные материалы для регенерации опорно-двигательного аппарата» . Акта Биоматериалы . 96 : 20–34. doi : 10.1016/j.actbio.2019.07.014 . ПМЦ 6717669 . ПМИД 31302298 .

[4] Бадди, Ратнер (2005). «Опосредование взаимодействий биоматериала и клетки с помощью адсорбированных белков: обзор». Тканевая инженерия . 11 (1–2): 1–18. дои : 10.1089/ten.2005.11.1 . ПМИД 15738657 . S2CID 19306269 .

[5] Ян, Лянлян (2021). «Высокопроизводительные методы открытия и изучения биоматериалов и материалобиологии» . Химические обзоры . 121 (8): 4561–4677. doi : 10.1021/acs.chemrev.0c00752 . ПМЦ 8154331 . ПМИД 33705116 .

[6] Селиз, Адам (2014). «Материалы для фабрик стволовых клеток будущего» . Природные материалы . 13 (6): 570–579. Бибкод : 2014NatMa..13..570C . дои : 10.1038/nmat3972 . ПМИД 24845996 . S2CID 205409943 .

[7] Вегас, Артуро (2016). «Комбинаторная библиотека гидрогелей позволяет идентифицировать материалы, которые смягчают реакцию инородного тела у приматов» . Природная биотехнология . 34 (3): 345–352. дои : 10.1038/nbt.3462 . hdl : 1721.1/109048 . ПМЦ 4904301 . ПМИД 26807527 .

[8] Вегас, Артуро (2016). «Долгосрочный гликемический контроль с использованием бета-клеток, полученных из стволовых клеток человека, инкапсулированных в полимер, у иммунокомпетентных мышей» . Природная медицина . 23 (3): 306–311. дои : 10.1038/нм.4030 . ПМЦ 4825868 . ПМИД 26808346 .

[9] Крюк, Эндрю (2012). «Комбинаторное открытие полимеров, устойчивых к бактериальному прикреплению» . Природная биотехнология . 30 (9): 868–875. дои : 10.1038/nbt.2316 . hdl : 1721.1/91141 . ПМЦ 3796337 . ПМИД 22885723 .

[10] Джеффри, Н. (2019). «Новое устойчивое к бактериям полимерное покрытие катетера для уменьшения катетер-ассоциированной инфекции мочевыводящих путей (CAUTI): первое пилотное исследование на человеке» . Европейские урологические добавки . 18 : е377. дои : 10.1016/S1569-9056(19)30282-9 . S2CID 87771243 .

[11] Бэйстон, Роджер (2004). «Способ действия антимикробного биоматериала для использования в шунтах при гидроцефалии». Журнал антимикробной химиотерапии . 53 (5): 778–782. дои : 10.1093/jac/dkh183 . ПМИД 15056650 .

[12] Рябов, Владимир (2017). «Получение противовоспалительных макрофагов для имплантатов и регенеративной медицины с использованием самостоятельных систем высвобождения с рецептурой коктейля цитокинов, фиксирующих фенотип» . Акта Биоматериалы . 53 : 389–398. doi : 10.1016/j.actbio.2017.01.071 . ПМИД 28159717 .

[13] Кавальканти-Адам, Элизабетта (2007). «Динамика распространения клеток и фокальной адгезии регулируется расстоянием между лигандами интегрина» . Биофизический журнал . 92 (8): 2964–2974. Бибкод : 2007BpJ....92.2964C . doi : 10.1529/biophysj.106.089730 . ПМК 1831685 . ПМИД 17277192 .

[14] Ирвинг М (29 марта 2022 г.). «Имплантируемая иммунотерапия «фабрика» борется с раком быстрее и эффективнее» . Новый Атлас . Проверено 29 марта 2022 г.

[15] Агарвалла П., Огуннаике Э.А., Ан С., Фрелих К.А., Янссон А., Лиглер Ф.С. и др. (март 2022 г.). «Биоинструктивные имплантируемые каркасы для быстрого производства и высвобождения CAR-T-клеток in vivo» . Природная биотехнология . 40 (8): 1250–1258. дои : 10.1038/s41587-022-01245-x . ПМЦ 9376243 . ПМИД 35332339 . S2CID 247678703 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]