Nature子刊:操纵自然过程增强细胞抗菌性能,对抗晚期败血症
生物探索 · 2020/01/08
败血症是人体被致病菌或条件致病菌侵入血循环,并在血中生长繁殖,产生毒素而发生的急性全身性感染。长期以来,晚期败血症一直没有有效的治疗方法。

败血症是人体被致病菌或条件致病菌侵入血循环,并在血中生长繁殖,产生毒素而发生的急性全身性感染。长期以来,晚期败血症一直没有有效的治疗方法。

俄亥俄州立大学的研究人员开发出一种细胞疗法来支撑脆弱的免疫系统来对抗败血症。他们利用纳米技术将健康的免疫细胞转化成具有更强杀细菌能力的药物,经过改造的免疫细胞清除了小鼠血液和主要器官中的细菌,大大提高了其存活率。该研究于2020年1月6日发表在《Nature Nanotechnology》上。


https://doi.org/10.1038/s41565-019-0600-1

巨噬细胞是免疫系统中最早的应答者之一,它的工作是“吃掉”入侵的病原体,但在败血症患者中,巨噬细胞和其他免疫细胞的数量低于正常水平,不能发挥正常功能。

在这项研究中,研究人员首先从健康小鼠的骨髓中收集了单核细胞,并在使其转化为巨噬细胞进行培养。该实验室还开发了基于维生素的纳米颗粒,这些纳米颗粒尤其擅长传递信使RNA,同时构建了编码抗微生物肽和信号蛋白的信使RNA,信号蛋白能够使抗菌肽在巨噬细胞内部的溶酶体中特异性积累,这是细菌杀灭活性的关键。随后,研究人员将装载了信使RNA的纳米颗粒运送到他们用供体单核细胞产生的巨噬细胞中,然后让细胞将其从中“制造”出新疗法。由于巨噬细胞天然具有抗菌活性,因此如果向细胞中添加其他抗菌肽,可以进一步增强抗菌活性,并帮助整个巨噬细胞清除细菌。


过继巨噬细胞转移和维生素衍生脂质的化学结构的示意图

随后,研究人员对小鼠进行了细胞治疗。本研究的败血症小鼠模型感染了耐多药金黄色葡萄球菌和大肠杆菌,并抑制了它们的免疫系统。每种处理均包含约400万个工程巨噬细胞,对照组包括普通巨噬细胞和安慰剂。与对照组相比,该治疗可显著减少24小时后血液中的细菌数量,对于血液中残留的细菌,第二次治疗可将其清除。


MAC-BMDMs对混合MDR细菌诱导的脓毒症小鼠的免疫抑制作用

这项工作专注于晚期败血症的治疗,为克服耐多药细菌引起的败血症提供了另一种策略,并为开发用于传染病的纳米颗粒细胞疗法开辟了可能性,研究人员正在与专门从事败血症治疗的临床医生合作,以加速药物开发过程。

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