"De belangrijkste uitdagingen die verband houden met ex vivo (buiten het lichaam) celtechnologie zijn efficiëntie, toxiciteit en opschaling:onze mRNA-lipidenanodeeltjes (mRNA LNP's) stellen ons in staat al deze problemen te overwinnen", zegt Mitchell. "De nieuwigheid van ons werk komt voort uit drie belangrijke componenten:ten eerste het gebruik van mRNA, dat de generatie van voorbijgaande immunosuppressieve cellen mogelijk maakt; ten tweede, het gebruik van LNP's, die effectieve levering van mRNA en efficiënte celmanipulatie mogelijk maken; en ten slotte de ex vivo engineering van primaire menselijke T-cellen voor auto-immuunziekten, wat de meest directe pijplijn biedt voor klinische vertaling van deze therapie van bench naar bed."

"Voor zover wij weten is dit een van de eerste mRNA-LNP-platforms die is gebruikt om T-cellen te ontwikkelen voor auto-immuuntherapieën", vervolgt hij. "In grote lijnen kan dit platform worden gebruikt om adoptieve celtherapieën te ontwikkelen voor specifieke auto-immuunziekten en kan het potentieel worden gebruikt om therapeutische mogelijkheden te creëren voor allergieën, orgaantransplantaties en meer."

Het afleveren van het Foxp3-eiwit aan T-cellen is moeilijk geweest omdat eiwitten niet gemakkelijk het celmembraan passeren. "Het mRNA codeert voor Foxp3-eiwit, een transcriptiefactor die de T-cellen immunosuppressief maakt in plaats van actief", legt eerste auteur Ajay Thatte uit, een doctoraalstudent en NSF Fellow in het Mitchell Lab. "Deze gemanipuleerde T-cellen kunnen de effector-T-celfunctie onderdrukken, wat belangrijk is omdat hyperactiviteit van T-cellen een veel voorkomend fenotype is bij auto-immuunziekten."

Bovendien maakt de omvang, lading en relatief lage complexiteit van mRNA het mogelijk dat het gemakkelijk kan worden verpakt in effectieve toedieningssystemen zoals ioniseerbare LNP’s, waarvan is bewezen dat het een krachtig leveringsplatform is, in het bijzonder voor mRNA, zoals blijkt uit het succes van de COVID-19-vaccins. .

In de nieuwe studie screenden Mitchell en zijn team eerst een bibliotheek van 18 unieke LNP's om een ​​best presterende LNP te identificeren voor de levering van mRNA aan menselijke CD4 ⁺ T-cellen. Vervolgens formuleerden ze dit LNP opnieuw voor het Foxp3-mRNA om Foxp3-T-cellen te genereren, waarbij ze controleerden of de cellen de proliferatie van effector-T-cellen effectief onderdrukten. De resultaten demonstreren het potentieel van het gebruik van mRNA-LNP's om immunosuppressieve celgebaseerde therapieën voor auto-immuunziekten en meer te ontwikkelen.

In toekomstige studies is het team van plan het onderdrukkende effect van deze gemanipuleerde Foxp3-T-cellen op andere immuuncellen zoals macrofagen en dendritische cellen te onderzoeken. Vervolgens hopen ze de gemanipuleerde Foxp3-T-cellen over te brengen naar muismodellen van auto-immuunziekten om hun werkzaamheid en immunologisch effect te testen. Ten slotte zullen ze gerichte LNP's ontwikkelen om Foxp3-mRNA af te leveren aan T-cellen die in het lichaam circuleren, waardoor een in-situ engineeringplatform wordt opgezet voor therapieën voor auto-immuunziekten.

"Hoewel het op grote schaal wordt onderzocht in kankertoepassingen, is het manipuleren van immuuncellen buiten het lichaam minder onderzocht voor auto-immuniteitstoepassingen. Bovendien is het bereiken van hoge efficiëntie en lage toxiciteit tijdens het celmanipulatieproces uiterst moeilijk", zegt Mitchell. "Onze LNP-technologie maakt een eenvoudige en efficiënte engineering van T-cellen met lage toxiciteit mogelijk. Onze speciaal ontworpen T-cellen kunnen worden gebruikt bij een reeks hyperactieve immuunstoornissen."

Meer informatie: Ajay S. Thatte et al, mRNA-lipidenanodeeltjes voor ex vivo engineering van immunosuppressieve T-cellen voor auto-immuniteitstherapieën, Nano Letters (2023). DOI:10.1021/acs.nanolett.3c02573

Journaalinformatie: Nanobrieven

Aangeboden door Universiteit van Pennsylvania