Aproximadamente 8,5 millones de personas en los Estados Unidos sufren de enfermedad arterial periférica PAD, un estrechamiento de las arterias en las piernas o los brazos con frecuencia debido a la acumulación de placa grasa que puede cortar el flujo de sangre a las extremidades, causandoSe han investigado la muerte del tejido, la gangrena e incluso la amputación. Se han investigado estrategias para combatir la EAP mediante la administración de compuestos que promueven la angiogénesis el crecimiento de nuevos vasos sanguíneos para evitar las arterias bloqueadas, pero en gran medida no han logrado mejorar los resultados. Más recientemente, ha habidocreciente interés en usar el sistema inmunitario del cuerpo para tratar la isquemia, ya que se sabe que algunas células inmunes secretan compuestos promotores de los vasos sanguíneos. Sin embargo, lograr que las células inmunes terapéuticas se concentren y secreten una cantidad suficiente de los compuestos deseados donde se necesitan nuevos vasos sigue siendo undesafío.
Un nuevo enfoque de investigadores del Instituto Wyss de Ingeniería Biológica de Harvard y la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson SEAS aprovecha la sorprendente combinación de andamios de biomateriales implantables y vacunas infantiles para resolver este problema. En modelos deratones con isquemia de las extremidades posteriores una forma grave de PAD, su técnica aumentó la concentración de células T en el sitio isquémico y estimuló la angiogénesis, el flujo sanguíneo y la regeneración de las fibras musculares durante hasta dos semanas. Avances científicos .
"Uno de los aspectos más interesantes de este trabajo es que proporciona un nuevo método para mejorar la formación de vasos sanguíneos que no se basa en productos biológicos tradicionales, como las células, los factores de crecimiento y las citocinas, que generalmente se utilizan para promover la vascularización,"dijo el primer autor Brian Kwee, Ph.D., un ex estudiante de posgrado en el Instituto Wyss y SEAS que ahora es investigador postdoctoral en la FDA". Además, sugiere de manera más general que los avances en las terapias de células T bioingeniería, quetradicionalmente se han utilizado para tratar cánceres, se pueden utilizar para promover la curación y regeneración de heridas ".
El andamio de biomaterial que utilizaron Kwee y el resto del equipo ha estado en desarrollo en el Instituto Wyss durante varios años, y se ha utilizado para modular con éxito el sistema inmunitario para una variedad de propósitos, incluido el tratamiento del cáncer y la captura de células T que tienense han vuelto rebeldes y están atacando el cuerpo. Para tratar la isquemia, se centraron en un tipo específico de célula inmunitaria llamada células T helper 2 TH2, que se ha descubierto que secretan moléculas que promueven el crecimiento de los vasos sanguíneos además de producir citocinas que inician la inmunidad.respuestas
Las células TH2 también son el elemento crucial de "memoria" de las vacunas contra los patógenos, ya que reconocen el microbio introducido por la vacuna y ayudan al cuerpo a generar una respuesta inmune contra ella en el futuro. Por razones que aún no se comprenden completamente, el suministro de una pequeña cantidad de aluminio en una vacuna mejora en gran medida la formación de células TH2, y casi todos los estadounidenses reciben vacunas infantiles que contienen aluminio que los protegen de una variedad de enfermedades. El equipo de Wyss tuvo el presentimiento de que las personas vacunadas podrían montar un TH2 más fuerterespuesta celular si se introdujo el antígeno desencadenante correcto; y, si ese antígeno se incorporó a un andamio de biomaterial ubicado cerca de una arteria bloqueada, las células TH2 podrían reclutarse al andamio y liberar sus compuestos promotores de la angiogénesis donde se necesitan para ayudar a tratar la isquemia.
"Este método esencialmente aprovecha el hecho de que las vacunas estándar 'preparan' al sistema inmunitario para reconocer antígenos específicos. Al reintroducir un antígeno a través de un andamio en un lugar muy localizado, podemos atraer y retener suficientes células TH2 quepueden tratar eficazmente el tejido isquémico y promover el crecimiento de nuevos vasos sanguíneos ", dijo el autor principal David Mooney, Ph.D., quien es miembro fundador de la Facultad del Instituto Wyss, así como el Profesor de Bioingeniería de la Familia Robert P. Pinkasen SEAS.
El equipo de Mooney inyectó a los ratones con ovoalbúmina, la proteína primaria que se encuentra en las claras de huevo, para crear una reacción inmune leve, junto con hidróxido de aluminio para imitar una vacuna de inmunización infantil humana. Dos semanas después, los ratones recibieron un "refuerzo" de la misma vacunay cuatro semanas más tarde se implantaron con un andamio que contiene ovoalbúmina en sus extremidades posteriores isquémicas. Estos ratones mostraron un mayor número de células TH2 y eosinófilos específicos de ovoalbúmina células promotoras de la angiogénesis que son activadas por las células TH2 en sus músculos isquémicosrecibió el implante sin la vacuna de cebado.
Los ratones vacunados también mostraron un menor nivel de muerte tisular, mayor densidad de vasos sanguíneos, mayor perfusión sanguínea y más fibras musculares regeneradoras en sus extremidades posteriores isquémicas después de dos semanas que los ratones no vacunados que recibieron el implante. Para confirmar que las células TH2 cebadas estabanDe hecho, responsables de esta mejora, los investigadores introdujeron anticuerpos contra las células TH2 en ratones vacunados que recibieron el implante, y observaron que las células neutralizadoras TH2 revierten los beneficios observados.
El trabajo adicional investigará cómo los cambios en el tiempo entre la vacunación y la implantación afectan la respuesta de las células TH2, ya que los humanos a menudo se vacunan cuando son muy jóvenes pero desarrollan PAD e isquemia más adelante en la vida.
"Estamos muy entusiasmados con este estudio de prueba de concepto porque demuestra la nueva idea de que las células T de memoria se pueden usar para promover el crecimiento de los vasos sanguíneos, y respalda la premisa de que los biomateriales pueden manipular las células T para mejorar la regeneraciónde tejidos dañados ", dijo Mooney.
"Estamos en los albores de una nueva era de comenzar a comprender hasta qué punto el sistema inmunitario afecta la salud y la enfermedad humana. Este trabajo de nuestra Plataforma de Inmuno-Materiales aquí en el Instituto Wyss proporciona otro ejemplo más de cómo un bioinspiradoEl enfoque de materiales para reingeniería del sistema inmune puede conducir a avances médicos disruptivos ", dijo el Director Fundador del Instituto Wyss, Donald Ingber, MD, Ph.D., quien también es el Profesor Judah Folkman de Biología Vascular en la Facultad de Medicina de Harvard y el Programa de Biología Vascularen el Boston Children's Hospital, así como profesor de bioingeniería en SEAS.
Los autores adicionales del artículo incluyen a Bo Ri Seo, Ph.D., Alexander Najibi, Aileen Li, Ph.D. y Tin-Yu Shih del Instituto Wyss y Harvard SEAS; y Des White del Instituto Wyss.la investigación fue apoyada por los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación Nacional de Ciencias y el Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada en la Universidad de Harvard.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada en Harvard . Original escrito por Lindsay Brownell. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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