Afinidad celular de la emulsión estabilizada por partículas para aumentar la internalización del antígeno

Fengqiang Cao; Yali Ming; Weixiang Gao; Jia Ge; Kenji Ogino

doi:10.3791/64406

Se requiere una suscripción a JoVE para ver este contenido. Inicie sesión o comience su prueba gratuita.

Artículo de método

Afinidad celular de la emulsión estabilizada por partículas para aumentar la internalización del antígeno

2.2K visualizaciones

⸱

DOI:

10.3791/64406

⸱

2 de septiembre de 2022

Fengqiang Cao^*¹^,²^,³ , Yali Ming^*³^,⁴ , Weixiang Gao³^,⁴ , Jia Ge³ , Kenji Ogino¹^,²

¹Graduate School of Bio-Applications and Systems Engineering, Tokyo University of Agriculture and Technology, ²Institute of Global Innovation Research, Tokyo University of Agriculture and Technology, ³State Key Laboratory of Biochemical Engineering, Institute of Process Engineering, Chinese Academy of Sciences, ⁴University of Chinese Academy of Sciences

^* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

Para diseñar racionalmente adyuvantes eficientes, desarrollamos la emulsión de Pickering estabilizada con nanopartículas de ácido poliláctico-co-glicólico (PNPE). El PNPE poseía una suavidad única y una interfaz hidrófoba para un potente contacto celular y ofrecía una carga de antígenos de alto contenido, mejorando la afinidad celular del sistema de administración a las células presentadoras de antígenos e induciendo una internalización eficiente de los antígenos.

Resumen

La afinidad celular de las micro / nanopartículas es la condición previa para el reconocimiento celular, la absorción celular y la activación, que son esenciales para la administración de fármacos y la respuesta inmune. El presente estudio surgió de la observación de que generalmente se consideran los efectos de la carga, el tamaño y la forma de las partículas sólidas sobre la afinidad celular, pero rara vez nos damos cuenta del papel esencial de la suavidad, el fenómeno de reestructuración dinámica y la interacción compleja de la interfaz en la afinidad celular. Aquí, desarrollamos la emulsión de Pickering estabilizada con nanopartículas (PNPE) de ácido poliláctico-co-glicólico (PLGA) que superó las deficiencias de las formas rígidas y simuló la flexibilidad y fluidez de los patógenos. Se estableció un método para probar la afinidad de PNPE con las superficies celulares y elaborar sobre la posterior internalización por parte de las células inmunes. La afinidad de PNPE con vesículas extracelulares biomiméticas (bEV), el reemplazo de las células dendríticas de la médula ósea (BMDC), se determinó utilizando una microbalanza de cristal de cuarzo con monitoreo de disipación (QCM-D), que permitió el monitoreo en tiempo real de la adhesión de la emulsión celular. Posteriormente, se utilizó el PNPE para administrar el antígeno (ovoalbúmina, OVA) y se observó la captación de los antígenos por BMDC utilizando el microscopio de barrido láser confocal (CLSM). Los resultados representativos mostraron que el PNPE disminuyó inmediatamente la frecuencia (ΔF) cuando encontró los bEV, lo que indica una rápida adhesión y una alta afinidad del PNPE con los BMDC. PNPE mostró una unión significativamente más fuerte a la membrana celular que las micropartículas PLGA (PMP) y el adyuvante AddaVax (denotado como nanoemulsión estabilizada con surfactante [SSE]). Además, debido a la mayor afinidad celular con los inmunocitos a través de cambios dinámicos de curvatura y difusiones laterales, la captación de antígenos se incrementó posteriormente en comparación con PMP y SSE. Este protocolo proporciona información para diseñar formulaciones novedosas con alta afinidad celular e internalización eficiente de antígenos, proporcionando una plataforma para el desarrollo de vacunas eficientes.

Introducción

Para combatir las enfermedades epidémicas, crónicas e infecciosas, es imperativo desarrollar adyuvantes efectivos para las vacunas profilácticas y terapéuticas ^1,2. Idealmente, los adyuvantes deben poseer una excelente seguridad y activación inmune ^3,4,5. Se cree que la captación y el proceso efectivos de antígenos por las células presentadoras de antígeno (APC) son una etapa esencial en las cascadas de señalización aguas abajo y el inicio de la respuesta inmune ^6,7....