抗原提示細胞とT細胞間の相互作用を変調するための人工バイオシステム

Artificial Biosystem for Modulation of Interactions between Antigen-Presenting Cells and T Cells.

• Aseel Alatoom
• Jiranuwat Sapudom
• Priya Soni
• Walaa Kamal E Mohamed
• Anna Garcia-Sabaté
• Jeremy Teo

抄録

T細胞の活性化は、抗原提示細胞（APC）の表面上のシグナル分子とそれに続く細胞力の発揮によって引き起こされる。この複雑なプロセスにおける生体力学的および生化学的シグナルを解読することは興味深く、免疫療法戦略の改善に貢献するだろう。根本的な問題に対処するために、培養とバイオミメティックモデルが確立されています。成熟樹状細胞（mDC）は、まず、見かけの細胞剛性を低下させることが知られているサイト骨格破壊剤であるサイトカラシンB（CytoB）で処理され、T細胞増殖の減少が観察される。mDC（0.2〜25kPa）に対応する定義された剛性を有するポリアクリルアミド（PA）ゲルを用いて、mDCとT細胞の相互作用を模倣することを試みている。抗CD3(aCD3)抗体と抗CD28(aCD28)抗体を異なる比率でPAゲルに固定化した。その結果、T細胞の増殖は、aCD3とaCD28の両方によって、剛性に依存した方法で引き金を引かれることがわかりました。ゲル上に固定化したaCD3で培養した細胞は、aCD28に比べて増殖とIL-2分泌が有意に増加した。さらに、ZAP70リン酸化は、aCD3に依存した方法で、硬い基質aにおいて増強されている。このバイオシステムは、CytoB処理したmDCで観察されるT細胞増殖の減少を研究するためのアプローチを提供します。全体的に、このバイオシステムはAPCとT細胞の相互作用の生物物理的・生化学的シグナルの影響をin vitroで区別することを可能にします。

T cell activation is triggered by signal molecules on the surface of antigen-presenting cells (APC) and subsequent exertion of cellular forces. Deciphering the biomechanical and biochemical signals in this complex process is of interest and will contribute to an improvement in immunotherapy strategies. To address underlying questions, coculture and biomimetic models are established. Mature dendritic cells (mDC) are first treated with cytochalasin B (CytoB), a cytoskeletal disruption agent known to lower apparent cellular stiffness and reduction in T cell proliferation is observed. It is attempted to mimic mDC and T cell interactions using polyacrylamide (PA) gels with defined stiffness corresponding to mDC (0.2-25 kPa). Different ratios of anti-CD3 (aCD3) and anti-CD28 (aCD28) antibodies are immobilized onto PA gels. The results show T cell proliferation is triggered by both aCD3 and aCD28 in a stiffness-dependent manner. Cells cultured on aCD3 immobilized on gels has significantly enhanced proliferation and IL-2 secretion, compared to aCD28. Furthermore, ZAP70 phosphorylation is enhanced in stiffer substrate a in a aCD3-dependent manner. The biosystem provides an approach to study the reduction of T cell proliferation observed on CytoB-treated mDC. Overall, the biosystem allows distinguishing the impact of biophysical and biochemical signals of APC and T cell interactions in vitro.

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