L'immunoterapia è emersa come un paradigma rivoluzionario per il trattamento del cancro grazie alla sua capacità di colpire specificamente i tumori, limitare la citotossicità fuori bersaglio e prevenire le ricadute. In particolare, la terapia cellulare del recettore dell'antigene chimerico T (CAR-T) ha guadagnato popolarità grazie al suo successo nel trattamento di linfomi e leucemie. La FDA ha approvato la prima terapia cellulare CAR-T nel 2017 e, da allora, ha approvato altre quattro terapie cellulari CAR-T 1,2,3,4,5. Le CAR hanno un dominio di riconoscimento dell'antigene solitamente costituito da un frammento variabile a catena singola di un anticorpo monoclonale specifico per un antigene associato al tumore 3,4. Quando una CAR interagisce con il suo antigene associato al tumore, le cellule CAR-T si attivano, portando a una risposta antitumorale che coinvolge il rilascio di citochine, la degranulazione citolitica, l'espressione del fattore di trascrizione e la proliferazione delle cellule T. Per produrre cellule CAR-T, il sangue viene raccolto dal paziente per ottenere le loro cellule T. Le CAR vengono aggiunte geneticamente alle cellule T del paziente utilizzando un virus. Le cellule CAR-T vengono coltivate in vitro e reinfuse nel paziente 2,3,4,6. La generazione di successo delle cellule CAR-T è determinata dall'efficienza di trasduzione, che descrive il numero di cellule T geneticamente modificate in cellule CAR-T.
Attualmente, il gold standard per la generazione di cellule CAR-T è la spinoculazione di cellule T attivate e virus su piastre rivestite di retronectina 7,8. La trasduzione inizia quando le particelle virali interagiscono con la superficie delle cellule T. La retronectina promuove la colocalizzazione di virus e cellule aumentando l'efficienza di legame tra le particelle virali e le cellule, migliorando la trasduzione 7,8. La retronectina non funziona bene da sola e deve essere accompagnata da spinoculazione, che migliora il trasferimento genico concentrando le particelle virali e aumentando la permeabilità superficiale delle cellule T, consentendo una più facile infezione virale8. Nonostante il successo della spinoculazione su piastre rivestite di retronectina, si tratta di un processo complesso che richiede più cicli di centrifuga e costosi reagenti. Pertanto, metodi alternativi per il trasferimento genico virale che sono più rapidi ed economici sono altamente desiderabili.
L'alginato è un polisaccaride anionico naturale ampiamente utilizzato nell'industria biomedica grazie al suo basso costo, al buon profilo di sicurezza e alla capacità di formare idrogel dopo la miscelazione con cationi bivalenti 9,10,11,12. L'alginato è un polimero conforme alle GMP ed è generalmente riconosciuto come sicuro (GRAS) dalla FDA13. L'alginato reticolante con i cationi crea idrogel stabili spesso utilizzati nella guarigione delle ferite, nella consegna di piccoli farmaci chimici e proteine e nel trasporto cellulare 9,10,11,12,14,15,16. Grazie alle sue eccellenti proprietà gelificanti, l'alginato è il materiale preferito per creare scaffold porosi mediante liofilizzazione10,17. Queste caratteristiche dell'alginato lo rendono un candidato attraente per la produzione di un'impalcatura in grado di mediare il trasferimento genico virale delle cellule attivate.
Qui è descritto un protocollo per la realizzazione di scaffold di alginato macroporoso secco, noti come scaffold di Drydux, che trasducono staticamente le cellule T mediante trasferimento genico virale17,18. Il processo per la realizzazione di questi scaffold è illustrato nella Figura 1. Questi scaffold eliminano la necessità di spinoculazione delle piastre rivestite di retronectina. Gli scaffold macroporosi di alginato incoraggiano l'interazione di particelle virali e cellule T per consentire un efficiente trasferimento genico in un unico passaggio senza compromettere la funzionalità e la vitalità delle cellule T ingegnerizzate17. Se seguiti correttamente, questi scaffold di alginato macroporoso hanno un'efficienza di trasduzione di almeno l'80%, semplificando e abbreviando il processo di trasduzione virale.

Figura 1: Schema e calendario del protocollo . (A) Calendario per la realizzazione degli scaffold di alginato macroporoso secco. L'alginato è reticolato con calcio-D-gluconato e congelato durante la notte. Gli scaffold congelati vengono liofilizzati per 72 ore per creare gli scaffold Drydux. (B) Cronologia per la trasduzione virale delle cellule attivate. Le cellule attivate e il virus (MOI 2) vengono seminati sopra l'impalcatura e incubati in terreni completi integrati con IL-7 e IL-15. Gli scaffold assorbono la miscela e promuovono il trasferimento genico virale. L'EDTA viene utilizzato per dissolvere gli scaffold e isolare le cellule trasdotte. Dopo aver lavato due volte con PBS, il pellet cellulare può essere utilizzato per l'analisi. Abbreviazioni: PBS = soluzione salina tamponata con fosfato; PBMCs = cellule mononucleate del sangue periferico. Fare clic qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.