微流体平台模型关键丙型肝炎免疫细胞的特性
丙型肝炎疫苗让科学家迷惑了30多年,有几个原因。首先,导致这种疾病的病毒有多种遗传形式,使建立一个广泛有效的疫苗。另一方面,研究丙型肝炎动物一直困难,因为选择是有限的和实验室方法使用感染细胞并没有充分反映出现实生活中感染的动态。
现在,格莱斯顿研究所的研究人员已经开发出一种新平台为研究人类的免疫系统如何回应丙型肝炎感染。的方法,提出了在《科学》杂志上开放的生物,娶了微流体技术(科学家可以精确控制流体在微观层面)与肝瀑样(三维细胞集群模仿真正的人类肝脏的生物)。
“肝脏的三维结构和细胞成分瀑样让我们研究病毒入口和复制在一个高度相关的生理的方式,”格莱斯顿高级研究员说托德·麦克德维特博士一个新的研究的资深作者。
“我们的方法使更多的控制和准确调查丙型肝炎感染的免疫反应,”说梅兰妮奥特,医学博士,格拉德斯通病毒学研究所的主任,另一个研究的资深作者。“我们希望我们的方法将加速急需的疫苗的发现。”
重建肝脏和免疫细胞之间的相互作用
肝脏的丙型肝炎病毒的目标。在最初感染之后,有些人恢复与很少或根本没有症状,但其他人经验终身感染,可导致严重的肝脏疾病。药物可以成功治疗丙型肝炎但很难访问或负担,和一个人以后可以感染治疗。
“一个成功的疫苗将训练免疫系统和防止再感染的最常见的形式的病毒,“卡米尔Simoneau说,博士,该研究的研究和奥特的实验室的一位博士后研究员。“这将有巨大的全球公共卫生利益。”
开发这种疫苗,科学家需要详细深入了解肝脏与丙型肝炎病毒和免疫系统,免疫系统的T细胞。然而,它已被证明非常困难才能哄单个肝细胞与病毒的方式交互现实反映可能发生在受感染的人的身体。
近年来,在很大程度上要感谢进步由麦克德维特和其他格拉德斯通研究员,3 d肝脏瀑样提供小说,出现了更多的生物现实机会研究肝细胞之间的相互作用,丙型肝炎病毒,T细胞。然而,挑战仍然存在。
“直到现在,我们一直在观察这些交互的相对较大的液滴内液体,“说Vaishaali Natarajan,博士,该研究的研究和前格拉德斯通在化实验室的博士后研究员。“但很难跟踪单个液滴内瀑样,限制我们可以向他们学习。”
所以,研究人员决定将整个系统在微流控芯片,一个设备和一个微乎其微的渠道网络,使精确控制瀑样的定位,让研究人员更好地观察他们与周围环境的相互作用。
在新系统中,肝脏瀑样从成人干细胞是嵌入在固定位置在芯片的通道。与此同时,T细胞悬浮在流体能够自由穿过通道并与之交互organoids-similar流动的血源性T细胞在真正的肝组织。因为瀑样是固定的,研究人员可以监视他们随着时间的推移,随着T细胞,使用标准的显微镜技术。
“第一次,我们可以仔细观察这些细胞间的相互作用在实验室设置的方式更生物真正的组织参与丙型肝炎感染,”奥特说。
为发现
演示的承诺他们的新系统,研究人员首先要确认它可以模拟T细胞识别受感染的肝细胞。
所以他们肝脏瀑样并将其置于特定分子中发现丙型肝炎病毒。曝光后,瀑样细胞呈现这个分子的表面,就像后感染。研究人员然后瀑样嵌入到微流控芯片和T细胞引入他们的环境。
这些T细胞,由安·埃里克森在实验室的资深作者斯图尔特·库珀在加州太平洋医疗中心研究所,被训练识别分子表面的瀑样。
果然,T细胞检测的瀑样细胞呈现病毒分子和通过微流体通道前往杀死他们,因为他们可能会目标并杀死感染细胞在体内以抗丙型肝炎。
因为研究人员可以通过添加或删除正是改变微流体环境物质,这个平台也可以用来探索许多额外的丙型肝炎感染方面前所未有的细节。
“我们的研究表明,我们的方法可以用来识别和研究其他病毒分子,引起强烈的免疫反应,有可能形成小说的基础疫苗,”麦克德维特说。“我非常期待看到这瀑样和微流体将领导下。”
参考:Natarajan V, Simoneau CR,埃里克森,等。造型t细胞免疫抗丙型肝炎病毒与肝脏瀑样微流体coculture系统。开放杂志。2022;12 (3):210320。doi:10.1098 / rsob.210320
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