Инженеры Корнельского университета создали функциональный синтетический иммунный орган, вырабатывающий антитела, которым можно управлять в лаборатории, совершенно отдельно от живого организма. Созданный орган имеет значение для всего, от быстрого производства иммунотерапевтических препаратов до новых рубежей в исследованиях рака или инфекционных заболеваний.
Первый в своем роде иммунный органоид был создан в лаборатории Анкура Сингха, доцента кафедры машиностроения и аэрокосмической техники, который применяет инженерные принципы для изучения и манипулирования иммунной системой человека. Работа была опубликована в Интернете 3 июня в журнале «Биоматериалы» и позже появится в печати.
Синтетический орган создается вторичными иммунными органами, такими как лимфатический узел или селезенка. Он сделан из биоматериалов на основе желатина, армированных наночастицами и засеянных клетками, и имитирует анатомическое микроокружение лимфоидной ткани. Как настоящий орган, органоид превращает В-клетки, которые вырабатывают антитела, которые отвечают на инфекционных захватчиков, в зародышевые центры, которые представляют собой кластеры В-клеток, которые активируют, созревают и мутируют гены своих антител, когда организм подвергается атаке. Зародышевые центры являются признаком инфекции и отсутствуют в здоровых иммунных органах.
Инженеры продемонстрировали, как они могут контролировать этот иммунный ответ в органе и настраивать, насколько быстро В-клетки пролиферируют, активируются и меняют типы своих антител. Согласно их статье, их трехмерный орган превосходит существующие двумерные культуры и может производить активированные В-клетки до 100 раз быстрее.
Иммунный орган, сделанный из гидрогеля, представляет собой мягкий нанокомпозитный биоматериал. Инженеры усилили материал силикатными наночастицами, чтобы структура не плавилась при физиологически значимой температуре 98.6 градусов.
Этот орган может привести к лучшему пониманию функций В-клеток – области исследований, которая обычно опирается на модели животных, чтобы наблюдать, как клетки развиваются и созревают.
Более того, сказал Сингх, этот орган можно использовать для изучения конкретных инфекций и того, как организм вырабатывает антитела для борьбы с этими инфекциями – от лихорадки Эбола до ВИЧ.
«Вы можете использовать нашу систему для ускорения производства иммунотерапевтических препаратов», – сказал он. Такую систему также можно использовать для тестирования токсичных химикатов и факторов окружающей среды, которые способствуют инфекциям или нарушениям работы органов.
Процесс превращения В-клеток в зародышевые центры не совсем понятен, и на самом деле, когда организм совершает ошибки в генетической перестройке, связанной с этим процессом, может возникнуть рак крови.
«В долгосрочной перспективе мы ожидаем, что способность управлять иммунной реакцией ex vivo с контролируемой скоростью даст нам возможность воспроизводить иммунологические события с настраиваемыми параметрами для лучшего понимания механизмов развития В-клеток и образования В-клеточных опухолей, а также для проведения скрининга. и перевод новых классов наркотиков », – сказал Сингх.