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Os linfonodos (LNs) são os centros de comando do sistema imunológico. Neste sítio imunológico, o antígeno que apresenta células é linfócito ingênuo contra antígenos estranhos específicos para ativar respostas imunes celulares e humorais. As LNs tornaram-se, assim, um alvo atraente para a entrega de vacinas e imunoterápicos. Infelizmente, a maioria das estratégias de vacina resultam em entrega ineficiente e transitória de antígeno e adjuvantes ao tecido linfoide1. Abordagens que melhorem a segmentação e retenção de componentes de vacinas em LNs podem, portanto, ter um impacto significativo na potência e eficiência de novas vacinas.
Uma estratégia para contornar o desafio da segmentação da LN que demonstrou grande interesse em novos ensaios clínicos é a injeção direta, intra-LN (i.LN.)2-4. Esses ensaios utilizaram orientações de ultrassom para fornecer vacinas às LNs como um simples procedimento ambulatorial. Em comparação com as rotas tradicionais de injeção periférica, essa abordagem resultou em uma significativa economia de doses e eficácia melhorada em contextos terapêuticos, incluindo alergias e câncer2-4. Estes estudos utilizaram a injeção de vacinas solúveis ( ouseja, livres de biomateriais) que foram rapidamente liberadas por drenagem linfática. Portanto, várias injeções ou ciclos de múltiplas injeções foram administrados para alcançar esses efeitos terapêuticos impressionantes. Uma retenção melhorada na LN poderia melhorar a interação entre antígeno e/ou células imunes e adjuvantes, melhorando ainda mais a potência da escorva de células imunes. Esse potencial é apoiado por estudos recentes que mostram cinética de antígeno e entrega adjuvante desempenham um papel crítico na determinação da resposta imune específica gerada5-7. Além disso, a localização e a minimização das doses de medicamentos e vacinas poderia reduzir ou eliminar efeitos sistêmicos, como inflamação crônica.
Os biomateriais têm sido estudados extensivamente para aumentar a potência e a eficiência das vacinas1,8,9. Encapsulamento ou adsorção em transportadores de biomateriais pode proteger fisicamente a carga da degradação e superar as limitações de solubilidade. Outra característica notável dos transportadores de biomateriais, como micro-partículas poliméricas ou nanopartículas, é a capacidade de cocarregar várias classes de carga e, posteriormente, liberar essas cargas sobre intervalos controlados. No entanto, uma limitação significativa que continua a dificultar vacinas biomateriais e imunoterápicos in vivo é alvo ineficiente de células imunes e tráfico limitado a linfonodos. Por exemplo, a injeção periférica de vacinas biomateriais através de rotas convencionais (por exemplo, intradérmicas, intramusculares) normalmente apresentam má segmentação de LN, com até 99% do material injetado permanecendo no local da injeção4,10. Mais recentemente, o tamanho dos portadores de vacinas biomateriais foi ajustado para melhorar o tráfico preferencial ou a drenagem dessas vacinas para LNs através do fluxo intersticial8,10. Esses avanços levaram a uma maior resposta imune celular e humoral, ressaltando a importância de direcionar e projetar o ambiente LN para novas vacinas.
Este artigo apresenta um protocolo de vacinação que combina partículas de polímeros estabilizadas lipídicas e entrega de I.LN. para gerar depósitos de vacinas de liberação controlada5,11. Baseando-se em estudos recentes que empregam técnicas cirúrgicas para i.LN. em camundongos6,7,12,13, desenvolvemos uma estratégia rápida e não-úrgica para injetar vacinas biomateriais em animais de pequeno porte5. Combinando a entrega da I.LN com os portadores de vacinas biomateriais potencialmente melhorou a resposta das células CD8 T dentro de 7 dias após uma única injeção de depósitos de vacinas de liberação controlada5. Também foi gerada uma forte resposta humoral (ou seja, titulantes de anticorpos; ambos os aprimoramentos foram ligados ao aumento da retenção de componentes vacinais em linfonodos que foram mediados pela liberação controlada dos portadores de biomateriais. Curiosamente, o tamanho das partículas de vacina alterou o destino desses materiais uma vez nas LNs: partículas nanoescala mostraram maior absorção direta por células, enquanto micropartículas maiores permaneceram no ambiente de LN extracelular e liberaram cargas(por exemplo, adjuvante) que foram absorídas pelo antígeno residente em LN que apresentava células5. Esses dados sugerem dois caminhos que poderiam ser explorados para novas vacinas controlando o tamanho de biomateriais injetados i.LN.
Neste artigo, partículas de polímero biodegradáveis estabilizadas por lipídios (micro e nanoescala) são sintetizadas usando uma estratégia de dupla emulsão modificada5,11. As propriedades das partículas são caracterizadas por difração a laser e microscopia. Essas partículas são então injetadas diretamente nas LNs inguinais identificadas nãourgicamente usando um corante rastreador comum e nãotóxico14. A análise pós-injeção de LNs por histologia ou citometria de fluxo pode ser usada para verificar a distribuição de partículas dentro do ambiente LN, bem como para monitorar a absorção celular e a retenção de partículas ao longo do tempo. Para protocolos detalhando processamento histológico e citometria de fluxo, os leitores são encaminhados para artigos recentes do JoVE e relatórios de revistas15-22. Resultados típicos demonstram o direcionamento local da LN desses depósitos que poderiam ser explorados para alcançar respostas imunes potentes e eficientes ou para adaptar a imunidade para patógenos-alvo.