به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، هر یک از ما حدود 600 غدد لنفاوی (LNs) داریم. اندام‌های کوچک لوبیایی شکل که انواع مختلفی از سلول‌های خونی را در خود جای داده و مایع لنفاوی را فیلتر می‌کنند که در بدن ما پراکنده شده‌اند. بسیاری از ما همچنین تجربه کرده‌ایم که برخی از LN های خود به طور موقت در هنگام عفونت با ویروس‌ها یا سایر عوامل بیماری‌زا متورم می‌شوند. این گسترش LN و انقباض بعدی نیز می‌تواند ناشی از واکسن‌های تزریق شده در نزدیکی باشد، و در واقع تصور می‌شود که منعکس کننده پاسخ ایمنی مداوم واکسن باشد. در حالی که محققان گسترش اولیه LN ها پس از واکسیناسیون را مطالعه کرده‌اند، آنها بررسی نکرده‌اند که آیا گسترش طولانی مدت LN می‌تواند بر نتایج واکسن تأثیر بگذارد یا خیر. اکنون، برای اولین بار، محققان موسسه Wyss برای مهندسی الهام گرفته از بیولوژی در دانشگاه هاروارد، دانشکده مهندسی و علوم کاربردی، راهی برای تقویت گسترش LN یافتند و مطالعه‌ای را انجام دادند که چگونه این پدیده بر روی سیستم ایمنی و کارآیی واکسیناسیون علیه تومورها تأثیر می‌گذارد. کلید رویکرد آنها یک فرمول واکسن بیومتری بود که گسترش بیشتر و پایدارتر LN را نسبت به واکسن‌های کنترل استاندارد امکان پذیر می‌کرد. در حالی‌که LN های بزرگ یک سازمان بافت طبیعی را حفظ کردند، ویژگی‌های مکانیکی تغییر یافته را نشان دادند و میزبان تعداد بیشتری از انواع مختلف سلول‌های ایمنی بودند که معمولاً در پاسخ های ایمنی در برابر پاتوژن‌ها و سرطان‌ها نقش دارند. نکته مهم، گسترش غدد لنفاوی جهش-شروع قبل از تجویز یک واکسن سنتی علیه یک آنتی‌ژن مدل خاص ملانوما منجر به پاسخ‌های ضد تومور موثرتر و پایدار در موش‌ها شد. با تقویت گسترش اولیه و پایدار LN ها با داربست‌های بیومتریال، نظارت غیر تهاجمی آنها به صورت جداگانه در دوره‌های زمانی طولانی، و کاوش عمیق در معماری بافت و جمعیت سلول‌های ایمنی آنها، به شدت ارتباط پایداریدیده شد. این یک مطالعه تحقیقاتی جدیدی را برای ایمونولوژیست‌ها باز می‌کند و می‌تواند پیامدهای گسترده‌ای برای پیشرفت‌های آینده واکسن داشته باشد. محققان قبلا داربست‌های مختلف زیست‌مواد را به‌عنوان ماتریکس برای واکسن‌های سرطان و عفونت توسعه داده بودند. محققان پتانسیل فرمول‌های واکسن بیومتریال را برای مبارزه موفقیت‌آمیز با رشد تومورها در مجموعه گسترده‌ای از کار انجام شده در مدل‌های حیوانی پیش بالینی و اولین کارآزمایی بالینی با بیماران سرطانی نشان داده‌اند. اما آن‌ها هنوز بررسی نکرده بودند که چگونه واکسن‌های آن‌ها و واکسن‌هایی که توسط دیگران ساخته شده‌اند، می‌توانند بر پاسخ LN‌هایی که مایع بافتی نشت‌شده را در محل‌های تزریق واکسن تخلیه می‌کنند، تأثیر بگذارند و بر سازمان بافت LNs، انواع سلول‌های مختلف و بیان ژن آن‌ها تأثیر بگذارند. می تواند به نوبه خود بر کارایی واکسن تأثیر بگذارد. محققان در مطالعه جدید خود، فرمول واکسنی که قبلا ساخته شده بود را آزمایش کردند که مبتنی بر میله‌های سیلیس مزوپور (MPS) است که می‌تواند در نزدیکی تومورها تزریق شود و ساختار داربست سه بعدی قابل نفوذ سلولی را در زیر پوست تشکیل دهد. واکسن‌های MPS که برای آزادسازی یک سیتوکین جذب‌کننده سلول ایمنی (GM-CSF) و ادجوانت فعال‌کننده سلول ایمنی (CpG) و مولکول‌های آنتی‌ژن تومور طراحی شده‌اند، می‌توانند سلول‌های به اصطلاح ارائه‌دهنده آنتی‌ژن را دوباره برنامه‌ریزی کنند که پس از مهاجرت در LN های مجاور، پاسخ های ایمنی پیچیده سلول کشنده تومور را هماهنگ می کند. مطالعه جدید آنها نشان داد که جنبه‌های بیشتری در این مفهوم وجود دارد. طبق گفته محققان، همانطور که مشخص شد، عملکردهای تقویت‌کننده سیستم ایمنی واکسن‌های پایه MPS به طور فعال وضعیت LN‌ها را با بزرگ‌کردن مداوم کل ساختار اندام‌های آن‌ها، و همچنین تغییر مکانیک بافت‌ها و جمعیت‌ها و عملکرد سلول‌های ایمنی آن‌ها تغییر می‌دهد.

کاوش LN با دستگاه‌های فراصوت و نانو

برای درک پاسخ LN به واکسن‌های MPS در طول زمان، تیم یک تکنیک تصویربرداری اولتراسوند به نام اولتراسوند با فرکانس بالا (HFUS) را به کار برد. مشابه نظارت بر رشد جنین کوچک در رحم مادر توسط سونوگرافی بالینی، HFUS، در مقیاس بسیار کوچکتر، امکان نظارت غیرتهاجمی و غیر مخرب بر جزئیات آناتومیکی بافت ها و اندام‌ها را در حیوانات کوچک مانند موش فراهم می‌کند. با استفاده از HFUS، تیم LN های فردی را در موش‌های واکسینه شده با MPS طی 100 روز ردیابی کردند. آنها یک دوره اوج گسترش اولیه را شناسایی کردند که تا روز 20 ادامه داشت، که در آن حجم LN حدود هفت برابر افزایش یافت که به طور قابل توجهی بیشتر از حیواناتی بود که فرمولاسیون واکسن های سنتی دریافت کردند. نکته مهم این است که LN های موش‌های واکسینه شده با MPS، در حالی که حجم آنها پس از این اوج گسترش کاهش می‌یابد، به طور قابل توجهی بیشتر از LN های موش‌های واکسینه شده به طور سنتی در طول دوره زمانی 100 روزه گسترش یافته است. هنگامی که محققان، پاسخ‌های مکانیکی LN‌ها را با استفاده از یک دستگاه نانو دندانه‌سازی بررسی کردند، دریافتند که LN‌ها در حیوانات واکسینه‌شده با MPS، اگرچه ساختار کلی نرمال خود را حفظ می‌کنند، اما در مکان‌های خاصی سخت‌تر و چسبناک‌تر هستند. این با سازماندهی مجدد پروتئینی همراه بود که اسکلت سلولی فعال مکانیکی سلول ها را جمع آوری و کنترل می کند.

از درگیری سلول‌های ایمنی تا پاسخ های واکسن

جالب توجه است که پس از واکسیناسیون MPS، تعداد سلول‌های ایمنی ذاتی از جمله مونوسیت‌ها، نوتروفیل‌ها، ماکروفاژها و دیگر انواع سلول‌هایی که اولین موج دفاعی ایمنی را در برابر پاتوژن‌ها و سلول‌های ناخواسته ایجاد می‌کنند، اولین بار در LN‌های در حال گسترش به اوج خود رسید. سلول‌های دندریتیک (DCs) که معمولاً اطلاعات را در قالب آنتی‌ژن‌ها از پاتوژن‌های مهاجم و سلول‌های سرطانی به سلول‌های ایمنی تطبیقی منتقل می‌کنند، با تأخیر به اوج می‌رسند و سپس امواج بعدی واکنش‌های ایمنی بسیار ویژه را علیه مهاجمان تولیدکننده آنتی‌ژن راه‌اندازی می‌کنند. در واقع، همراه با DCها، انواع سلول های T و B سیستم ایمنی تطبیقی نیز شروع به رسیدن به بالاترین تعداد خود کردند. سلول‌های ایمنی ذاتی و DCها به عنوان سلول‌های میلوئیدی نیز شناخته می‌شوند که در طی گسترش اولیه با بافت LN تعامل دارند. با جداسازی سلول‌های میلوئیدی از LNs و تجزیه و تحلیل پروفایل‌های بیان ژنی سلول‌های منفرد (تک سلولی RNA-seq)، گروه‌ها توانستند تغییرات مشخصی را در جمعیت سلول‌های میلوئیدی در طول گسترش LN بازسازی کنند و جمعیت‌های DC متمایز را در LN‌های منبسط شده بادوام شناسایی کنند که تغییر کرده‌اند. بیان ژن با گسترش LN همراه بود. علاوه بر این، همکاران دریافتند که تعداد مونوسیت‌ها با واکسیناسیون MPS  80 برابر افزایش یافت. بالاترین افزایش در بین انواع سلول‌های میلوئیدی و زیرجمعیت‌های مونوسیت‌های التهابی و ارائه‌دهنده آنتی‌ژن را به عنوان کاندیدهای امیدوارکننده برای تسهیل گسترش LN معرفی کردند. در واقع، هنگامی که آنها پس از واکسیناسیون، زیرجمعیت های خاصی از این نوع مونوسیت ها را از خون در گردش موش‌ها تخلیه کردند، حفظ گسترش LN و زمان پاسخ سلول‌های T به واکسیناسیون تغییر کرد. در نهایت، این تیم بررسی کردند که آیا گسترش LN می‌تواند اثربخشی واکسیناسیون را افزایش دهد یا خیر. سیستم ایمنی در LN ها با واکسن MPS بدون آنتی‌ژن و متعاقباً تجویز آنتی ژن در قالب واکسن سنتی به طور قابل توجهی ایمنی ضد تومور را بهبود بخشید و بقای موش های حامل ملانوم را در مقایسه با واکسن سنتی به تنهایی طولانی کرد. این توانایی جدید برای گسترش فیزیکی غدد لنفاوی و تقویت فعالیت‌های ایمنی مختلف آنها در طول دوره‌های درمانی طولانی‌تر، با استفاده از بیومواد با طراحی هوشمندانه و قابل استفاده آسان، می‌تواند فشار فوق‌العاده‌ای برای ایمونوتراپی در بیماران ایجاد کند.

پایان مطلب./