皮肤具有重要的调节和防御功能。皮肤病可使患者有皮肤和全身感染、创伤和恶性肿瘤的风险。虽然传统疗法在解决这些问题方面能力有限,但细胞疗法的最新进展为以前无法治愈和无法治疗的疾病带来了希望。例如,在大疱性表皮松解症患者中,转基因表皮干细胞可以被移植来再生皮肤,黑素细胞可以被移植来治疗白癜风。基于树突状细胞(DC)的免疫疗法已被证明是一种安全的治疗黑色素瘤的方法。


目前,这些治疗细胞可以通过大剂量注射来治疗全身疾病(例如,癌症),也可以通过支架移植治疗局部症状(例如,湿疹)。然而,这些方法难以在不牺牲患者舒适度的情况下实现靶向细胞的可控和精确传递,这为其临床应用带来了挑战。


香港城市大学首创冷冻微针很容易地穿透皮肤,实现活细胞的负载与递送


微针(MN)技术可以以微创的方式将靶向药物可控、精确地递送到特定的皮肤层和其他组织(如黏膜和角膜),是一种很有前景的药物递送方式。MN由多种材料、几何形状和空间排列组成,并作为小分子药物、多肽和蛋白质(例如,胰岛素、疫苗和抗体)、寡核苷酸和纳米药物的载体发挥作用。然而,这些现有的MN技术中没有一种能够在不借助外部设备的情况下携带和递送活体制剂,如治疗性细胞到皮肤中。为了携带和递送活细胞,MNs必须保持负载细胞的活力,并具有穿透皮肤的机械强度。


基于此,香港城市大学徐臣杰组引入了一种用于封装和将活细胞递送到皮肤的MN贴片(图1)。这种MN贴片被称为cryomicrines (cryoMNs),是通过优化的低温介质和预先设计的MN模具中的预悬浮细胞的逐步低温微模塑而成。cryoMNs可以很容易地穿透皮肤,并将负载的活细胞送入皮肤如图1所示。


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Scheme 1. 低温cryoMNs的制备及cryoMNs经皮递送细胞示意图。


在小鼠中,低温微针传递的细胞保留了它们的生存能力和增殖能力。作为概念验证,在患有皮下黑色素瘤的小鼠中,作者将肿瘤抗原(OVA)负载的树突细胞(DC)装载到微针中,可轻松地实现DC的皮内递送和免疫接种。和传统的注射方法递送DC(例如静脉注射和皮下注射)相比,该微针递送DC技术能够在小鼠体内产生更强的抗原特异性免疫和肿瘤抑制作用。此外,低温cryoMNs还适用于负载其他类型的治疗细胞。例如,装载黑素细胞的cryoMNs可用于治疗白癜风。含有干细胞的cryoMNs可用于促进皮肤再生。除哺乳动物细胞外,cryoMNs还可用于输送益生菌或噬菌体,用于局部感染的治疗。


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Figure 1.OVA-DC-cryoMNs疫苗接种(OVA-DC-cryoMNs)。


小结


由于MNs与低温保存技术的结合,与目前的护理标准相比,cryoMN技术不仅实现了微创的皮肤细胞内传递,而且通过多重治疗,简化了整个细胞治疗过程。该成果开启了微针在细胞治疗领域的应用全新时代,为细胞治疗提供了一种简便、安全、高效和微创的策略。但对于这项尚处于起步阶段的技术,在临床转化方面仍有许多问题需要考虑。


文章来源: 高分子科学前沿

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