Abstimmbare vernetzte Alginat-Mikrogele, die die Persistenz und Funktion von mesenchymalen Stromazellen verbessern
Mesenchymale Stromazellen (MSCs) werden für ihre Fähigkeit geschätzt, Verbindungen abzusondern, die das körpereigene Immunsystem modulieren, was sie zu einer attraktiven Lösung für bestehende Probleme mit Zelltherapien macht, einschließlich Wirt-gegen-Transplantat-Erkrankungen und Organtransplantationsabstoßungen. MSCs werden jedoch schnell aus dem Körper entfernt und können vom Immunsystem unter Beschuss genommen werden. Bemühungen, diese Probleme durch Aussetzung von MSCs in schützenden Biomaterialien anzugehen, haben zu sperrigen Hydrogelen geführt, die zu groß sind, um intravenös verabreicht zu werden, und die Funktion der MSCs ersticken können.
Das Wyss-Institut hat eine neuartige Einzelzellverkapselungsmethode entwickelt, die einzelne MSCs mit einer dünnen Schicht eines Hydrogels auf Alginatbasis beschichtet, das dünn genug ist, um als „Mikrogel“ bezeichnet zu werden.“ Das Mikrogel ist weiter vernetzt, um die Resistenz gegen mechanische Clearance und Immunangriffe zu verbessern, und wird so kultiviert, dass sich die darin enthaltenen MSCs vermehren, um eine größere kollektive Wirkung zu erzielen. Diese abstimmbaren Mikrogele bieten den Schutzwert einer Biomaterialbeschichtung, ermöglichen die Injizierbarkeit und verbessern die Zellfunktionalität.
Eine der Stärken dieser Arbeit ist, dass sie einen völlig nicht-genetischen Ansatz verwendet, um das Überleben der Zellen in Transplantationskontexten dramatisch zu erhöhen, wo es dringend benötigt wird.
Erste Experimente an Mäusen zeigten, dass diese vernetzten, vielzelligen Mikrogele die Persistenz von MSCs im Körper dramatisch verlängerten, selbst wenn eine Immunantwort gegen das Mikrogel induziert wurde. Wenn sie zusammen mit allogenen Knochenmarkzellen in Mäuse eingeführt wurden, führten die eingekapselten MSCs zu einer größeren Anzahl von allogenen Markzellen in der Markhöhle und im Blut der Mäuse und erhöhten die Menge an allogener Markengraftment im Vergleich zu bloßen MSCs.
Wichtig ist, dass diese Kapseln leicht durch Kryofrosten konserviert werden können, was sie für den Einsatz in Krankenhäusern und anderen klinischen Zentren zugänglich macht.
Diese Technologie wird am Wyss-Institut weiter abgebaut.