Penyelidik UCLA ada dibangunkan limfosit T buatan, atau sel T yang begitu dekat dengan sel T manusia yang boleh digunakan sehari untuk merawat kanser dan penyakit autoimun lain.
Sel T adalah sejenis sel darah putih yang memainkan peranan penting dalam melawan kuman tertentu.
Mereka mula matang di dalam kelenjar timus di leher. Apabila jangkitan memasuki badan, mereka mengalir melalui saluran darah untuk mencapai kawasan yang dijangkiti.
Kerana mereka tidak boleh hanya memerah antara jurang kecil dan liang-liang, tetapi juga melawan kuman, sel T dapat berubah menjadi sekurang-kurangnya seperempat saiz normal mereka dan berkembang menjadi hampir tiga kali ukuran asalnya.
Sel T asli sangat pintar dan menyesuaikan diri, tetapi lebih kompleks untuk meniru.
Untuk masa yang lama, untuk penyelidikan dan tujuan penggunaan, para penyelidik terpaksa mengeluarkan sel T asli dari haiwan. Walau bagaimanapun, walaupun sel T yang diekstrak terlalu halus dan tidak boleh bertahan lebih daripada seminggu dalam keadaan makmal. Akibatnya, banyak haiwan diperlukan untuk menjalankan penyelidikan tersebut.
Tetapi sekarang, penyelidik UCLA telah mampu meniru bentuk, saiz dan fleksibiliti sel T yang membolehkan mereka melakukan fungsi asas penargetan dan jangkitan pada jangkitan.
"Struktur kompleks sel T dan sifat multifungsi mereka menjadikan sukar bagi saintis untuk meniru mereka di makmal, " Alireza Moshaverinia, seorang penolong profesor prosthodontik di Sekolah Pergigian, dalam satu kenyataan. "Dengan terobosan ini, kita boleh menggunakan sel T sintetik untuk membuat lebih banyak pembawa dadah yang lebih efisien dan memahami perilaku sel imun."
Beliau mengetuai pasukan disiplin yang terdiri daripada: Mohammad Mahdi Hasani-Sadrabadi, penolong saintis projek di Sekolah Teknik Samueli; pelajar siswazah Fatemah Majedi; Steven Bensinger, seorang profesor mikrobiologi, imunologi dan genetik molekul; Ben Wu, seorang profesor pergigian dan bioengineering; Louis Bouchard, seorang profesor kimia dan biokimia; dan Paul Weiss, profesor kimia dan biokimia yang terkenal
Kertas mereka diterbitkan dalam jurnal Bahan Termaju.
Membuat sel T sintetik
Para penyelidik perlu meniru kedua-dua bentuk dan fungsi sel-sel T semula jadi.
"WSaya fikir jika kita boleh membuat beberapa zarah yang meniru sel T dalam bentuk dan fungsi kita boleh melakukan eksperimen lebih mudah dan mengurangkan keperluan untuk haiwan makmal, "kata Moshaverinia.
Untuk meniru bentuk, penyelidik menggunakan a sistem mikrofluid, yang menumpukan pada tingkah laku, kawalan dan manipulasi cecair, biasanya pada skala submillimeter.
Dengan menggabungkan minyak mineral dan biopolimer alginate, bahan seperti gusi yang diperbuat daripada polisakarida dan air, mereka mencipta microparticles of alginate, yang meniru bentuk dan struktur sel T asli.
Kemudian, mereka mengumpul mikropartikel dari mandi kalsium ion dan menyesuaikan keanjalan mereka dengan mengubah kepekatan ion kalsium dalam mandi.
Untuk meniru fungsi tersebut, penyelidik menyalurkan sel T sintetik dengan fosfolipid untuk menyalin membran sel manusia. Kemudian, menggunakan proses kimia yang dipanggil biokonjugasi, mereka menghubungkan sel T dengan penunjuk CD4, zarah-zarah yang mengaktifkan sel-sel T semula jadi untuk menyerang jangkitan atau sel-sel kanser.
Menurut Moshaverinia, dalam imunoterapi tetap, sel-sel imun sendiri pesakit akan diekstrak dari darah, berkembang di laboratorium, diubahsuai secara genetik dan kemudian disuntikkan ke dalam pesakit. Kemudian, berdasarkan pengubahsuaian, sel T ini boleh beredar melalui badan dan membantu mengubati kanser atau penyakit lain.
Walau bagaimanapun, dengan perkembangan baru mereka, penyelidik tidak lagi memerlukan sel T manusia, tetapi boleh membuat zarah-zarah yang sepenuhnya sintetik dan diprogram untuk menyampaikan pelbagai terapeutik sekaligus.
"Kita boleh mengawal nasib (contohnya, kemerosotan) zarah-zarah ini untuk menghapuskan sebarang kesan sampingan yang tidak diingini. Sel T sintetik ini juga boleh digunakan sebagai model untuk memahami dengan lebih baik tingkah laku fizikal sel T semula jadi dan membantu para penyelidik menangani mereka dengan lebih berkesan, "kata Moshaverinia.
Langkah seterusnya
Menurut Moshaverinia, kelakuan sel T sintetik dalam tubuh juga perlu dinilai secara mendalam untuk mengesahkan kemungkinan menggunakan zarah ini untuk aplikasi klinikal.
Para penyelidik mencadangkan bahawa pendekatan mereka dapat direplikasi untuk menghasilkan pelbagai jenis sel tiruan, seperti sel pembunuh semulajadi atau makrofaj.
Mereka berharap pendekatan mereka boleh digunakan secara meluas untuk penyelidikan mengenai penyakit dan rawatan untuk membantu saintis mengembangkan pangkalan data pelbagai sel sintetik yang meniru sel-sel manusia semulajadi.
"Kami merancang untuk membangunkan dan mengoptimumkan pelbagai sel tiruan termasuk jenis sel imun yang lain dan melihat bagaimana kita dapat memanipulasi mereka untuk menyampaikan kargota terapeutik yang berbeza," kata Moshaverinia.
