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3D資訊
首頁 > 資訊中心3D打印水凝膠，加速癌癥患者T細(xì)胞的產(chǎn)生。
發(fā)布時間：2020-09-04
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2020年9月3日，南極熊從外媒獲悉，西班牙的研究小組已經(jīng)3D打印出一種能夠模仿人類淋巴結(jié)行為的水凝膠，并加速癌癥患者T細(xì)胞的產(chǎn)生。
通過將聚乙二醇(PEG)基聚合物和抗凝血劑肝素相結(jié)合，該團(tuán)隊(duì)制造了一種結(jié)構(gòu)，使T細(xì)胞能夠更有效地遷移和增殖。鑒于T細(xì)胞具有殺死腫瘤細(xì)胞的能力，研究小組的新材料可以作為一種新形式的癌癥免疫療法的基礎(chǔ)?？茖W(xué)家們已經(jīng)為他們的新型聚合物水凝膠向歐洲專利局申請了專利，他們希望在不久的將來將他們的技術(shù)帶入醫(yī)院。
對3D打印T細(xì)胞解決方案的需求
相對于癌癥的化療和手術(shù)治療，免疫療法利用患者的免疫系統(tǒng)來抵御致命的疾病。癌癥可以出現(xiàn)在現(xiàn)有的細(xì)胞內(nèi)，并且能夠躲避免疫系統(tǒng)的反應(yīng)，但是T細(xì)胞可以通過編程來識別和消滅這些細(xì)胞，并取得不同程度的成功。
但基于T細(xì)胞的方法面臨著挑戰(zhàn)，因?yàn)楦脑旌蟮募?xì)胞很難制造、操作和控制足夠大的劑量來有效地對抗癌癥。此外，基于腫瘤浸潤性淋巴細(xì)胞（TILs）的治療，其主動尋找并破壞腫瘤，亟需細(xì)胞擴(kuò)增系統(tǒng)來推動其更廣泛的應(yīng)用。
以往的研究主要集中在T細(xì)胞的體外增殖上，但這些方法沒有考慮到人體淋巴結(jié)的影響。例如細(xì)胞因子CCL21，一種存在于淋巴結(jié)中的化學(xué)物質(zhì)，通過趨化因子受體CCR7與天真T細(xì)胞相互作用，增強(qiáng)細(xì)胞增殖和遷移。
同時，3D打印的胞外基質(zhì)（ECMs）通常用于模仿真正的ECMs，并旨在創(chuàng)造一個鼓勵細(xì)胞擴(kuò)張的培育環(huán)境。除了提供比標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)皿更逼真的條件外，制造的ECMs還可以定制不同的蛋白質(zhì)和生長因子，以促進(jìn)細(xì)胞生長。
西班牙研究團(tuán)隊(duì)的新穎方法
研究人員結(jié)合了CC21的優(yōu)點(diǎn)，一種基于PEG的3D打印ECM和血液稀釋劑Heparin，創(chuàng)造了一種ECM，重現(xiàn)了淋巴結(jié)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的狀況。如果成功，該團(tuán)隊(duì)的水凝膠可以主動增加CD4 T細(xì)胞增殖，同時微調(diào)細(xì)胞分化，用于Adoptive細(xì)胞治療（ACT）。
為了創(chuàng)建他們的ECM水凝膠，西班牙研究團(tuán)隊(duì)將肝素與馬來酰亞胺化學(xué)品功能化。然后將該混合物放置一夜，然后通過透析純化，并與覆蓋在磷酸鹽緩沖鹽水（PBS）中的PEG復(fù)合體相結(jié)合。由于汞齊化的結(jié)果，共價交聯(lián)發(fā)生了，導(dǎo)致凝膠化，并最終創(chuàng)造了該團(tuán)隊(duì)的新型水凝膠。
隨后制造了重量百分比為6%wt、4%wt和3%wt的不同重量百分比的ECM，隨后的流變學(xué)顯示，每種ECM需要200-240分鐘才能穩(wěn)定下來。使用掃描電子顯微鏡（SEM）方法對三種不同的配方進(jìn)行研究，結(jié)果顯示低量的PEG與高孔隙度之間存在相關(guān)性。
進(jìn)一步的分析表明，觀察到的孔徑中位數(shù)為55微米，這種孔隙率水平或更低的ECMs將比較厚的基質(zhì)更有利于細(xì)胞擴(kuò)張。因此，3%重量的水凝膠被確定為最有利于T細(xì)胞聚集和增殖。然后將不同濃度的1 ng/ml、20 ng/ml和100 ng/ml CC21細(xì)胞因子添加到ECM混合物中，
通過將聚乙二醇(PEG)基聚合物和抗凝血劑肝素相結(jié)合，該團(tuán)隊(duì)制造了一種結(jié)構(gòu)，使T細(xì)胞能夠更有效地遷移和增殖。鑒于T細(xì)胞具有殺死腫瘤細(xì)胞的能力，研究小組的新材料可以作為一種新形式的癌癥免疫療法的基礎(chǔ)?？茖W(xué)家們已經(jīng)為他們的新型聚合物水凝膠向歐洲專利局申請了專利，他們希望在不久的將來將他們的技術(shù)帶入醫(yī)院。
研究團(tuán)隊(duì)希望他們的3D打印水凝膠可以很快部署在醫(yī)院環(huán)境中，并已嘗試為他們的工藝申請專利，圖片來自《Biomaterials》雜志。
對3D打印T細(xì)胞解決方案的需求
相對于癌癥的化療和手術(shù)治療，免疫療法利用患者的免疫系統(tǒng)來抵御致命的疾病。癌癥可以出現(xiàn)在現(xiàn)有的細(xì)胞內(nèi)，并且能夠躲避免疫系統(tǒng)的反應(yīng)，但是T細(xì)胞可以通過編程來識別和消滅這些細(xì)胞，并取得不同程度的成功。
但基于T細(xì)胞的方法面臨著挑戰(zhàn)，因?yàn)楦脑旌蟮募?xì)胞很難制造、操作和控制足夠大的劑量來有效地對抗癌癥。此外，基于腫瘤浸潤性淋巴細(xì)胞（TILs）的治療，其主動尋找并破壞腫瘤，亟需細(xì)胞擴(kuò)增系統(tǒng)來推動其更廣泛的應(yīng)用。
以往的研究主要集中在T細(xì)胞的體外增殖上，但這些方法沒有考慮到人體淋巴結(jié)的影響。例如細(xì)胞因子CCL21，一種存在于淋巴結(jié)中的化學(xué)物質(zhì)，通過趨化因子受體CCR7與天真T細(xì)胞相互作用，增強(qiáng)細(xì)胞增殖和遷移。
同時，3D打印的胞外基質(zhì)（ECMs）通常用于模仿真正的ECMs，并旨在創(chuàng)造一個鼓勵細(xì)胞擴(kuò)張的培育環(huán)境。除了提供比標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)皿更逼真的條件外，制造的ECMs還可以定制不同的蛋白質(zhì)和生長因子，以促進(jìn)細(xì)胞生長。
一張簡化的圖，顯示了Adoptive Cell Therapy的過程，圖片來自《Biomaterials》雜志
西班牙研究團(tuán)隊(duì)的新穎方法
研究人員結(jié)合了CC21的優(yōu)點(diǎn)，一種基于PEG的3D打印ECM和血液稀釋劑Heparin，創(chuàng)造了一種ECM，重現(xiàn)了淋巴結(jié)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的狀況。如果成功，該團(tuán)隊(duì)的水凝膠可以主動增加CD4 T細(xì)胞增殖，同時微調(diào)細(xì)胞分化，用于Adoptive細(xì)胞治療（ACT）。
為了創(chuàng)建他們的ECM水凝膠，西班牙研究團(tuán)隊(duì)將肝素與馬來酰亞胺化學(xué)品功能化。然后將該混合物放置一夜，然后通過透析純化，并與覆蓋在磷酸鹽緩沖鹽水（PBS）中的PEG復(fù)合體相結(jié)合。由于汞齊化的結(jié)果，共價交聯(lián)發(fā)生了，導(dǎo)致凝膠化，并最終創(chuàng)造了該團(tuán)隊(duì)的新型水凝膠。
隨后制造了重量百分比為6%wt、4%wt和3%wt的不同重量百分比的ECM，隨后的流變學(xué)顯示，每種ECM需要200-240分鐘才能穩(wěn)定下來。使用掃描電子顯微鏡（SEM）方法對三種不同的配方進(jìn)行研究，結(jié)果顯示低量的PEG與高孔隙度之間存在相關(guān)性。
進(jìn)一步的分析表明，觀察到的孔徑中位數(shù)為55微米，這種孔隙率水平或更低的ECMs將比較厚的基質(zhì)更有利于細(xì)胞擴(kuò)張。因此，3%重量的水凝膠被確定為最有利于T細(xì)胞聚集和增殖。然后將不同濃度的1 ng/ml、20 ng/ml和100 ng/ml CC21細(xì)胞因子添加到ECM混合物中，
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