İmmünoterapi, tümörleri spesifik olarak hedefleme, hedef dışı sitotoksisiteyi sınırlama ve nüksetmeyi önleme kabiliyeti nedeniyle devrim niteliğinde bir kanser tedavisi paradigması olarak ortaya çıkmıştır. Özellikle kimerik antijen reseptörü T (CAR-T) hücre tedavisi, lenfoma ve lösemi tedavisindeki başarısı nedeniyle popülerlik kazanmıştır. FDA, 2017 yılında ilk CAR-T hücre tedavisini onayladı ve o zamandan beri dört CAR-T hücre terapisini daha onayladı 1,2,3,4,5. CAR'lar genellikle tümörle ilişkili bir antijen 3,4 için spesifik olan bir monoklonal antikorun tek zincirli değişken fragmanından oluşan bir antijen tanıma alanına sahiptir. Bir CAR, tümörle ilişkili antijeniyle etkileşime girdiğinde, CAR-T hücreleri aktive olur ve sitokin salınımı, sitolitik degranülasyon, transkripsiyon faktörü ekspresyonu ve T hücresi proliferasyonunu içeren bir antitümör yanıta yol açar. CAR-T hücrelerini üretmek için, T hücrelerini elde etmek için hastadan kan toplanır. CAR'lar genetik olarak bir virüs kullanılarak hastanın T hücrelerine eklenir. CAR-T hücreleri in vitro olarak büyütülürve hastaya 2,3,4,6 geri verilir. CAR-T hücrelerinin başarılı bir şekilde üretilmesi, genetik olarak CAR-T hücrelerine dönüştürülen T hücrelerinin sayısını tanımlayan iletim verimliliği ile belirlenir.
Şu anda, CAR-T hücre üretimi için altın standart, retronektin kaplı plakalar 7,8 üzerinde aktive edilmiş T hücrelerinin ve virüsün spinokülasyonudur. Transdüksiyon, viral parçacıklar T hücrelerinin yüzeyine girdiğinde başlar. Retronektin, viral parçacıklar ve hücreler arasındaki bağlanma verimliliğini artırarak virüs ve hücrelerin kolokalizasyonunu teşvik eder ve transdüksiyonu arttırır 7,8. Retronektin kendi başına iyi çalışmaz ve viral parçacıkları yoğunlaştırarak ve T hücresinin yüzey geçirgenliğini artırarak gen transferini artıran ve daha kolay viral enfeksiyona izin veren spinokülasyonun eşlik etmesi gerekir8. Retronektin kaplı plakalarda spinokülasyonun başarısına rağmen, çoklu spin döngüleri ve pahalı reaktifler gerektiren karmaşık bir işlemdir. Bu nedenle, viral gen transferi için daha hızlı ve daha ucuz olan alternatif yöntemler oldukça arzu edilir.
Aljinat, düşük maliyeti, iyi güvenlik profili ve iki değerli katyonlar 9,10,11,12 ile karıştırıldığında hidrojel oluşturma kabiliyeti nedeniyle biyomedikal endüstrisinde yaygın olarak kullanılan doğal bir anyonik polisakkarittir. Aljinat, GMP uyumlu bir polimerdir ve genellikle FDA13 tarafından güvenli (GRAS) olarak kabul edilir. Aljinatın katyonlarla çapraz bağlanması, yara iyileşmesinde, küçük kimyasal ilaçların ve proteinlerin verilmesinde ve hücre taşınmasında sıklıkla kullanılan stabil hidrojeller oluşturur 9,10,11,12,14,15,16. Mükemmel jelleşme özellikleri nedeniyle, aljinat10,17 dondurarak kurutularak gözenekli iskeleler oluşturmak için tercih edilen malzemedir. Aljinatın bu özellikleri, aktif hücrelerin viral gen transferine aracılık edebilecek bir iskele üretmek için çekici bir aday olmasını sağlar.
Burada tarif edilen, Drydux iskeleleri olarak bilinen kuru makrogözenekli aljinat iskeleleri yapmak için kullanılan ve T hücrelerini viral gen transferi ile statik olarak dönüştüren bir protokoldür17,18. Bu iskelelerin yapım süreci Şekil 1'de gösterilmiştir. Bu iskeleler, retronektin kaplı plakaların spinokülasyonu ihtiyacını ortadan kaldırır. Makrogözenekli aljinat iskeleleri, mühendislik ürünü T hücrelerinin işlevselliğini ve yaşayabilirliğini etkilemeden tek bir adımda verimli gen transferini sağlamak için viral parçacıkların ve T hücrelerinin etkileşimini teşvik eder17. Doğru takip edildiğinde, bu makrogözenekli aljinat iskeleleri en az% 80'lik bir transdüksiyon verimliliğine sahiptir ve viral iletim sürecini basitleştirir ve kısaltır.

Şekil 1: Protokolün şeması ve zaman çizelgesi. (A) Kuru makrogözenekli aljinat iskelelerinin yapılması için zaman çizelgesi. Aljinat, kalsiyum-D-glukonat ile çapraz bağlanır ve gece boyunca dondurulur. Dondurulmuş iskeleler, Drydux iskelelerini oluşturmak için 72 saat boyunca liyofilize edilir. (B) Aktif hücrelerin viral transdüksiyonu için zaman çizelgesi. Aktif hücreler ve virüs (MOI 2) iskelenin üzerine ekilir ve IL-7 ve IL-15 ile desteklenmiş tam ortamda inkübe edilir. İskeleler karışımı emer ve viral gen transferini teşvik eder. EDTA, iskeleleri çözmek ve dönüştürülmüş hücreleri izole etmek için kullanılır. PBS ile iki kez yıkandıktan sonra, hücre peleti analiz için kullanılabilir. Kısaltmalar: PBS = fosfat tamponlu salin; PBMC'ler = periferik kan mononükleer hücreleri. Bu şeklin daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.