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ACS Nano:聚合物涂覆的金纳米球并不损害人B细胞的天然免疫功能

来源:本站原创 2019-07-01 21:52

2019年7月1日讯/生物谷BIOON/---在过去的20年中,纳米颗粒在医学中的使用稳步增加。然而,它们对人体免疫系统的安全性和影响仍然是一个重要的问题。在一项新的研究中,通过测试各种金纳米颗粒,来自瑞士弗里堡大学、日内瓦大学、洛桑大学和英国斯旺西大学的研究人员首次证实它们对人类B细胞---负责抗体产生的免疫细胞---的影响。据预计,使用这些纳米颗粒可改善药物产品的功效,同时限制潜在的不利影响。这些结果可能导致人们开发出更有针对性和更具耐受性的药物,特别是在肿瘤学领域。这种方法还使得在开发新型纳米药物的早期阶段测试任何纳米颗粒的生物相容性成为可能。相关研究结果近期发表在ACS Nano期刊上,论文标题为“Polymer-Coated Gold Nanospheres Do Not Impair the Innate Immune Function of Human B Lymphocytes in Vitro”。
图片来自ACS Nano, 2019, doi:10.1021/acsnano.9b01492。

B细胞负责抗体的产生,是人体免疫系统的重要组成部分,因此是开发预防性和治疗性疫苗的有趣目标。然而,为了实现这一目标,疫苗必须快速到达B细胞而不被破坏,这就使得纳米颗粒的使用变得特别有趣。

论文共同通讯作者、日内瓦大学医学与科学学院教授Carole Bourquin说道,“纳米颗粒能够成为疫苗或其他药物的保护性载体,特异性地将它们递送到它们能够最有效发挥作用的地方,同时不损害其他的细胞。这种靶向能力还允许使用较低剂量的免疫刺激剂,同时维持有效的免疫反应。如果纳米颗粒对所有的免疫细胞都是无害的,那么这会增加它的功效,同时减少它的副作用。”

科学家们已针对其他免疫细胞(比如寻找纳米颗粒并与它们相互作用的巨噬细胞)开展了类似的研究,但是从未针对较小的更难以处理的B细胞开展过这方面的研究。

金是一种理想的材料

由于特殊的物理化学性质,金是纳米医学的优秀候选分子。这种金属能被人体很好地耐受,并且易于延展,而且它能够吸收光线,然后释放热量,这是一种可以在肿瘤学中利用的特性。

日内瓦大学研究员Sandra Hočevar解释道,“金纳米颗粒可用于靶向肿瘤。当暴露于光源时,这些纳米颗粒释放热量并摧毁邻近的癌细胞。我们还可以将药物附着到这些纳米颗粒的表面,然后将它递送到特定部位。为了测试它们的安全性和最佳的医用配方,我们构建出有或没有聚合物涂层的金纳米球,以及金纳米棒,以便探索涂层和形状的影响。我们随后将人B细胞暴露于我们构建出的金纳米颗粒24小时以便研究免疫反应的激活。”

通过追踪B细胞表面表达的激活标志物,这些研究人员能够确定他们的纳米颗粒激活或抑制免疫反应的程度。虽然所测试的这些纳米颗粒均未显示出不利影响,但是它们对免疫反应的影响因它们的形状和聚合物表面涂层的存在与否而有所不同。

论文共同通讯作者、斯旺西大学医学院纳米毒理学副教授Martin Clift说道,“当纳米颗粒-细胞相互作用时,表面特性以及纳米颗粒形态肯定是重要的。有趣的是,金纳米棒抑制免疫反应而不是激活它,这可能是因为金纳米棒会干扰细胞膜,或者是因为金纳米棒更重。”

未涂覆聚合物的球形纳米颗粒(即前面提及的金纳米球)容易聚集,因此不适合生物医学使用。另一方面,涂有保护性聚合物的金纳米球是稳定的并且不损害B细胞功能。Bourquin 说道,“我们能够很容易地将疫苗或药物放置在这个涂层中,然后将它递送给B细胞。此外,我们的研究建立了一种评估纳米颗粒对B细胞安全性的方法,这是以前从未做过的事情。”这可能对于未来的研究尤其有用,这是因为在医学中使用纳米颗粒仍需要明确的指导方针。

B细胞是疫苗反应的核心,也是肿瘤学和自身免疫疾病等其他领域的核心。这些研究人员开发出的金纳米颗粒可以将现有的药物直接递送到B细胞,从而减少必要的剂量和潜在的副作用。事实上,针对脑肿瘤患者的研究已经在进行中。金纳米颗粒可以被制成足够小的颗粒而能够穿过血脑屏障,从而允许将特定的抗肿瘤药物直接递送到癌细胞中。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Sandra Hočevar et al. Polymer-Coated Gold Nanospheres Do Not Impair the Innate Immune Function of Human B Lymphocytes in Vitro. ACS Nano, 2019, doi:10.1021/acsnano.9b01492.
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