ניתוח השוואתי של תאים חד -גרעיניים דם היקפיים (PBMCs): על פני יישומי מינים באימונולוגיה ובמחקר טיפולי

Iמוצרי שלב

תאים חד -גרעיניים דם היקפיים (PBMCs)

תאים חד -גרעיניים דם היקפיים (PBMCs)הם אוכלוסייה הטרוגנית של תאי חיסון שנמצאים בדם היקפי, המאופיינת בגרעין עגול יחיד. הם כוללים לימפוציטים - כמו תאי T, תאי B ותאי רוצח טבעיים (NK) - ומונוציטים, תוך אי הכללת גרנולוציטים (למשל, נויטרופילים) ואריתרוציטים. PBMCs מבודדים בדרך כלל באמצעות צנטריפוגה של צפיפות שיפוע באמצעות מדיה כמו Ficoll, המפרידה בין תאים המבוססים על ציפה. שיטה לא פולשנית זו מאפשרת גישה נוחה לרכיבי חיסון קריטיים, מה שהופך את PBMCs לא יסולא בפז במחקר אימונולוגי ופיתוח טיפולי.

PBMC isolation

הגודל, המורפולוגיה וכוח הכבידה הספציפי של תאים גרעיניים בודדים נבדלים מתאים אחרים בדם ההיקפי. כוח המשיכה הספציפי של תאי דם אדומים ולוקוציטים פולימורפונוקלריים עולה על 1.080, זה של תאים גרעיניים בודדים הוא בערך 1.070, וזה של טסיות הדם הוא בערך 1.030. לפיכך, ניתן להשתמש בהבדל בין כוח המשיכה הספציפי של תאי דם שונים לבין תאים גרעיניים בודדים כדי להפריד בין תאי דם שונים לתאים גרעיניים בודדים. צנטריפוגציה של צפיפות צפיפות פיקול היא השיטה הנפוצה ביותרבידוד PBMCוטיהור. Ficoll הוא מולטימר סוכרוז, ניטרלי, עם משקל מולקולרי ממוצע של 400,000, וכאשר הצפיפות היא 1.2 גרם/מ"ל, היא אינה עולה על הלחץ האוסמוטי הפיזיולוגי הרגיל, ואינו עובר דרך ממברנות ביולוגיות, ולכן הוא משמש בדרך כלל ל- PBMC. לכן הוא משמש לרוב כפתרון ההפרדה להפרדת PBMC. אריתרוציטים וגרנולוציטים הם בעלי כוח משיכה ספציפי גדול וכיור לתחתית הצינור לאחר צנטריפוגה; לימפוציטים ומונוציטים הם בעלי כוח משיכה ספציפי פחות או שווה לכוח המשיכה הספציפי של תמיסת ההפרדה, וצף על פני תמיסת ההפרדה לאחר צנטריפוגה, וניתן להשעות חלק קטן מהתאים בתמיסת ההפרדה. על ידי שאיפת תאי שכבת הממברנה הלבנה על פני השטח הנוזל של תמיסת ההפרדה ושטיפתם כראוי, ניתן לבודד תאים גרעיניים בודדים בודדים, כלומר PBMC, מדם היקפי.

PBMCs במינים שונים

בפרימטים שאינם - אנוש, ובמיוחד קופי Cynomolgus וקוף רזוס, מחקר PBMC מוערך מאוד בגלל הדמיון הפיזיולוגי שהם חולקים עם בני אדם. מחקר באמצעותCynomolgus קוף PBMCוכןRhesus Monkey PBMCאפשרו מחקרים מפורטים על מנגנוני חיסון, ומחקרים רבים המפעילים קוף PBMC הדגישו את הפוטנציאל התרגומי שלהם לאימונותרפיה אנושית. השימוש ב- PBMC של קופים בבדיקת חיסונים, בדיקת תרופות ומודולציה חיסונית הפך לאבן יסוד במחקר פרה -קליני וקליני כאחד.

באופן דומה, חקירות הכרוכותכלב PBMCתרמו משמעותית לאימונולוגיה וטרינרית. מחקרים המשתמשים ב- PBMC של כלבים האירו את מסלולי התגובה החיסונית בכלבים, ואילו מחקר מעורבכלבים PBMCהדגיש גם הקבלות עם תפקוד חיסוני אנושי. בתחום המחלות הזואונטיות, הן מחקרי PBMC של כלבים והן מחקרי PBMC כלבים סיפקו נתונים קריטיים על אינטראקציות פתוגניות - מארחים, והדגישו את תפקידם של תאים אלה במעקב אחר מחלות והתפתחות הטיפול. השימוש החוזר ונשנה ב- PBMC של כלבים וב- PBMC כלבים במחקרים השוואתיים מדגיש את חשיבותם כמערכת מודלים.

דגמי המכרסמים, הכולליםעכברוש PBMCוכןעכבר PBMCבאופן מסורתי, היו בחזית המחקר האימונולוגי. חקירות באמצעות PBMC עכברוש הציעו נקודת מבט מפורטת על ויסות החיסון במצבים דלקתיים כרוניים, והשימוש הנרחב ב- PBMC בעכבר היה מכריע למחקרים גנטיים ומכניסטיים של חיסון אוטומטי וזיהום. החוקרים ממשיכים להסתמך הן על PBMC חולדה והן על PBMC של עכברוש כדי לחקור תהליכים אימונולוגיים מורכבים, מה שהופך את המודלים הללו לכיוון. יתר על כן, שילוב שלאוגר PBMCבהגדרות ניסיוניות הוסיפו מימד נוסף לחקירות אימונולוגיות, מכיוון שמחקרי PBMC של אוגר מספקים לעתים קרובות תובנות חדשות לגבי אסטרטגיות הפתוגנזה הנגיפית ואסטרטגיות התחמקות חיסונית. כאשר PBMC של אוגר משלים את המחקר על PBMC חולדה ועכבר PBMC, מודלים מכרסמים מהווים ביחד ערכת כלים מקיפה למחקרי חיסון.

דגמי בעלי חיים גדולים העשירו גם את השדה, עםMinipig PBMCמילוי תפקיד מרכזי בגישור על מחקרים פרה -קליניים ויישומים קליניים. השימוש ב- MiniPig PBMC הוכיח מועיל במחקר רפואה מחודשת ומחקר השתלת איברים, כאשר MiniPig PBMC מספקים פלטפורמה רלוונטית פיזיולוגית לבדיקת טיפולים חדשים. יתר על כן, חקירות המשתמשותארנב PBMCסייעו בייצור נוגדנים ובמחקר של הפרעות אוטואימוניות, כאשר מחקר PBMC של ארנב הניב בעקביות תובנות אימונולוגיות חשובות. על ידי שימוש ב- PBMC של MiniPig ו- Rabbit PBMC במקביל, החוקרים יכולים להעריך את היעילות והבטיחות של אימונותרפיות חדשות במערכות המחקות מקרוב את הפיזיולוגיה האנושית.

חתול וחתול PBMCמחקרים גילפו את הגומחה שלה במחקר על זיהומים רטרו -ויראליים ותפקוד לקוי של החיסון. חקירות המשתמשותחתול PBMCקידמו את הבנתנו את מערכת החיסון החתולית, בעוד שמחקרים עם CAT PBMC הציעו חלון לתגובות החיסון הקשורות לזיהומים נגיפיים. גם PBMC חתולית וגם CAT PBMC הודגשו שוב ושוב במחקר שבדק את ההקבלות בין נגיפי חוסר חיסוני אנושיים, והוכיחו כי השימוש החוזר ונשנה ב- PBMC חתולי ו- CAT PBMC הוא מכריע לפיתוח אסטרטגיות אבחון וטיפול יעילות.

אימונולוגיה של העופות לא נותרה מאחור, עםעוף PBMCוכןברווז PBMCמחקרים המספקים תובנות ביקורתיות על מנגנוני החיסון של ציפורים. מחקרים המשתמשים ב- PBMC עוף חשפו היבטים ייחודיים של תגובות חיסוניות של העופות, ואילו חקירות הכרוכות ב- Duck PBMC העשירו עוד יותר את הבנתנו את עמידות הפתוגן במינים העופות. השימוש החוזר ונשנה ב- PBMC עוף וב- PBMC ברווז במחקרים הבוחנים זיהומים נגיפיים ויעילות חיסון ממחיש את חשיבותם בבקרת מחלות המשפיעות על אוכלוסיות בעלי חיים ואנושיות כאחד.
בנוסף, מחקרים המשתמשיםגינאה חזיר PBMCהיו מרכזיים במחקר שחפת ומחקר חיסונים, כאשר PBMC של שפן ניסיונות משמש בעקביות אינדיקטורים אמינים לתגובה חיסונית. במקביל, חקירות הכרוכותAlpaca PBMCוכןגמל PBMCמשכו תשומת לב בגלל מבני הנוגדנים הייחודיים שנמצאים במינים אלה. מחקרים הכוללים Alpaca PBMC ו- Camel PBMC חשפו יישומים טיפוליים חדשים, כאשר גם Alpaca PBMC וגם Camel PBMC משמשים שוב ושוב לחקר טכנולוגיות ננו -נואיות חדשניות וטיפולים מבוססי חיסון -

התרומות שלשור PBMCוכןכבשים PBMCגם לאימונולוגיה חקלאית היו מדהימים. מחקרים עם PBMC שור סיפקו תובנות עמוקות לגבי דלקת שד ומחלות נשימה, ומחקר נרחב באמצעות PBMC שור הודיע ​​ישירות אסטרטגיות לשיפור בריאות הבקר. באותה מידה, השימוש החוזר ונשנה ב- PBMC כבשים בחקירות אימונולוגיות העשיר את הבנתנו את התגובות החיסוניות של הרעש, ומחקר PBMC כבשים ממשיך להנחות את התפתחות החיסונים האפקטיביים ופרוטוקולי ניהול המחלות.

תפקיד במחקר חיסוני

PBMC יכול לחקות את הסביבה in vivo ולספק מודל יעיל במבחנה לפיתוח תרופות. על ידי התבוננות בהשפעות של תרופות על התפשטות PBMC, אפופטוזיס וציטוטוקסיות, ניתן להעריך בתחילה את היעילות והבטיחות של התרופות. על ידי לימוד ההשפעות של תרופות על יעדי פעולה ומסלולי איתות של PBMC, זה עוזר לגלות יעדים חדשים של פעולות תרופות, וממצאים אלה יכולים לספק רעיונות והוראות חדשות לפיתוח תרופות.

יישומים בנוגדן - תא תלוי - ציטוטוקסיות מתווכת (ADCC)

היישום של PBMC בגילוי תרופות מיוצג על ידינוגדן - תא תלוי - ציטוטוקסיות מתווכת (ADCC)ו נוגדן - תא תלוי - ציטוטוקסיות מתווכת, כפי שהשם מרמז, נשען על נוגדן - הריגת תאים מתווכים כדי להרוג תאי יעד. ניתן להבין את התהליך הספציפי כדלקמן: קטע ה- FAB של הנוגדן נקשר לאפיטופ אנטיגני בתא היעד. קטע ה- FC של הנוגדן נקשר ל- FCR על פני התא NK (מכיוון שתאי NK הם התאים העיקריים שיכולים למלא את התפקיד של ADCC, זה משמש כדוגמה), ולכן תא ה- NK מופעל, ושוחררים פרפורין וגרנזים. הפרופורין והגרנזים נכנסים לתא דרך הנקבובית הנוצרת בקרום תאי היעד וגורמים למות תא היעד על ידי הפעלת אנזימים קשורים לאפופטוזיס.

יישומים באחדפיתוח תרופות חיסוניות

• - תגובת לימפוציטים מעורבים (MLR)

תאי DC ראשוניים ותאי T מעובדים CO - במערכת שניתן להשתמש בה כדי להעריך את הפעלת תאי T DC - DC -. תאי DC מבטאים PD - L1 בכמויות גדולות על פני השטח שלהם, הנקשר ל- PD - 1 על פני תאי T כדי לעכב אותו. אם התרופה יכולה לחסום ביעילות את מסלול התגובה בין השניים, היא יכולה לעורר את התפשטות תאי T בכמויות גדולות, ובכך לאמת את הפעילות התפקודית של התרופה.

מבחני תאי T

T - מבחן הפעלת תאים הוא אחד המבחנים הנפוצים כדי להעריך את ההשפעות של תרופות אימונותרפיות. במבחני הפעלת תאי T, בדרך כלל משתמשים בתאי T מתורבתים במבחנה ומקבלים גירויים מתאימים, כמו אנטיגנים או נוגדנים, כדי לגרום להפעלת תאי T

מבחן התפשטות תאי T

T - ניתן להשתמש במבחני התפשטות תאים כדי לסקר מועמדים לתרופות אימונותרפיות ולהעריך את יעילותן של תרופות על ידי השוואה בין מידת התפשטות התאים T - בקבוצות מטופלות לעומת קבוצת ביקורת

- גירוי Staphylococcal enterotoxin B של PBMCs

Staphylococcal enterotoxin B הוא סופרנטיגן הנקשר ישירות למולקולות MHC על אנטיגן - הצגת תאים ומוצג לקולטני תאים T - Staphylococcal enterotoxin B יש את היכולת להפעיל באופן ספציפי תאים T - ולגרום לשחרור של ציטוקינים דלקתיים Pro -, כגון il - 2, il - 6 וכו '.

תפקיד PBMC בתסמונת שחרור ציטוקין

PBMC ממלאת תפקיד מרכזי בפיתוחתסמונת שחרור ציטוקין(CRS), תגובה דלקתית מערכתית חריפה ועלולה להיות מאיימת חיים. כאשר הם מעוררים - בין אם על ידי אימונותרפיות כמו תאי CAR - T, נוגדנים מונוקלונליים, או על ידי זיהומים - תאים אלה הופכים להפעלה מאוד ומפרישים במהירות מגוון של ציטוקינים כמו IL -6, IL -1, IFN -γ ו- TNF -α. ייצור ציטוקין מוגזם זה יכול לעורר מפל של אירועים כולל חום, דליפת כלי דם, יתר לחץ דם ותפקוד רב -איברים. הבנת התרומה של PBMCs ב- CRS הביאה להתפתחות של התערבויות ממוקדות, כמו מעכבי קולטן IL -6, כדי לסייע בהפחתת התסמונת על ידי מזג את סערת הציטוקין תוך שמירה על ההשפעות החיסוניות הרצויות.

קוןסחף

לסיכום, מאמר זה מדגיש את תפקיד המפתח שממלאים PBMCs בקידום ההבנה שלנו את מנגנוני החיסון על פני קשת רחבה של מינים. על ידי בחינת התרומות הייחודיות - ממודלים של פרימטים המשקפים פיזיולוגיה אנושית ועד מערכות מכרסמים, בעלי חיים גדולים ועופות, שכל אחת מהן מציעה יתרונות מחקריים ייחודיים - סקירה זו מדגישה כיצד מחקרים השוואתיים לא רק מעדיפים הערכות פרה -קליניות, אלא גם לסלול את הדרך לאסטרטגיות חיסוניות חדשניות. שילוב מחקרי PBMC בתחומים שונים כמו פיתוח חיסונים, בדיקת יעילות תרופות ובדיקת מסלולי חיסון חדשים מדגימים את תפקידה הכרחיים הן במדע הבסיסי והן ביישומים קליניים. בסופו של דבר, ניתוח המינים הצולבים של PBMCs מאשש את הערך של מודלים סלולריים אלה ככלי יסוד בתרגום תגליות ספסל לטיפולים יעילים למגוון רחב של אתגרים אימונולוגיים.

Kעיניים: תאי חד -גרעיני בדם היקפי, Cynomolgus קוף PBMC, Rhesus Monkey PBMC, כלב PBMC, כלבים PBMC, עכברוש PBMC, עכבר PBMC, עכברים PBMC, אוגר PBMC, Minipig PBMC, ארנב PBMC, חתול PBMC, חתול PBMC, PBMC עוף, ברווז PBMC, גינאה חזיר PBMC, Alpaca PBMC, גמל PBMC, שור PBMC, כבשים PBMC, נוגדן - תא תלוי - ציטוטוקסיות מתווכת (ADCC), תסמונת שחרור ציטוקין, PBMC קפוא, PBMC משמרת קריאה,בידוד PBMC, הפשרת PBMC, טיפוח PBMC, Leukopak, Leukapheresis PBMC, PBMC הקלד HLA.