Biomimetic Matrix for Ex Vivo and In Vivo Activation of T Cells

用于 T 细胞离体和体内激活的仿生基质

基本信息

  • 批准号:
    10608176
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 47.94万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-07-01 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY The objective of this study is to engineer an artificial T cell-stimulating matrix (aTM) that presents antigen-specific and cell-specific biochemical and biophysical cues to control phenotype and improve functional profiles of T cells in a biomimetic context that captures key biochemical and biophysical features of the lymph node (LN). LN provides the critical microenvironment that orchestrates the presentation format and dynamics of the antigen-specific signals in a precise and controlled manner that leads to T cell activation, expansion, and maturation. Currently available T cell stimulating matrices while carrying the antigen-presentation complexes and co-stimulating cues, however, lacks adequate supporting cues inherent to the T cell stimulating microenvironment in the LN. We will design and characterize an aTM that integrates the three key T-cell stimulating signals: antigen-specific (Signal 1), co-stimulatory (Signal 2), and cytokines (Signal 3), together with extracellular matrix (ECM) molecules and tunable biophysical properties inspired by the properties of both antigen-presenting cells (APCs) and the LN. We will test the hypothesis that co-presenting the APC signal cues in such a biomimetic context during T cell stimulation will result in functional T cells with controlled phenotypic profiles and potency. and mechanism revealing how all signaling cues synergize to active and polarize T cells. In Specific Aim 1, we will determine key matrix properties of the aTM that mediate robust CD8+ T cell activation using aTMs prepared from hyaluronic acid (HA) hydrogel and HA-nanofiber composite (NHC) matrix. In Specific Aim 2, we will define optimal signaling cues and their presentation configuration that influence CD4+ T cell activation and polarization on aTM; and demonstrate persistence and functions of aTM-stimulated and adoptively transferred antigen-specific CD4+ T cells. In Specific Aim 3, we will use aTM microparticles to co-stimulate CD8+ and CD4+ T cells and evaluate therapeutic benefits of a combination treatment with CD4+ and CD8+ T cells in a cancer immunotherapy mouse model. If successful, this study will result in the first set of engineered aTM that delivers robust stimulation of antigen-specific CD8+ and CD4+ T cells that promise improved therapeutic outcomes; and further enrich our understandings of design principles and mechanism of signaling cues in stimulation, polarization, and activation of T cells.
项目概要 本研究的目的是设计一种能够呈现抗原特异性的人工 T 细胞刺激基质 (aTM) 以及细胞特异性生化和生物物理线索,以控制表型并改善 T 细胞的功能特征 仿生环境捕获淋巴结 (LN) 的关键生化和生物物理特征。 LN 提供 关键的微环境,协调抗原特异性信号的呈现格式和动态 精确且受控的方式导致 T 细胞激活、扩增和成熟。目前可用的T细胞 然而,在携带抗原呈递复合物和共刺激线索的同时刺激基质,缺乏 LN 中 T 细胞刺激微环境固有的足够的支持线索。我们将设计和 表征集成了三个关键 T 细胞刺激信号的 aTM:抗原特异性(信号 1)、共刺激 (信号 2)和细胞因子(信号 3),以及细胞外基质 (ECM) 分子和可调节的生物物理学 其特性受到抗原呈递细胞 (APC) 和 LN 特性的启发。我们将检验假设 在 T 细胞刺激期间,在这种仿生环境中共同呈现 APC 信号线索将导致功能性 具有受控表型特征和效力的 T 细胞。以及揭示所有信号线索如何协同作用的机制 激活并极化 T 细胞。在具体目标 1 中,我们将确定调节鲁棒性的 aTM 的关键矩阵属性 使用透明质酸 (HA) 水凝胶和 HA-纳米纤维复合材料 (NHC) 制备的 aTM 激活 CD8+ T 细胞 矩阵。在具体目标 2 中,我们将定义影响的最佳信号提示及其呈现配置 aTM 上 CD4+ T 细胞的激活和极化;并展示aTM刺激和的持久性和功能 过继转移的抗原特异性 CD4+ T 细胞。在Specific Aim 3中,我们将使用aTM微粒来共同刺激 CD8+ 和 CD4+ T 细胞,并评估 CD4+ 和 CD8+ T 细胞联合治疗的治疗效果 癌症免疫治疗小鼠模型。如果成功,这项研究将产生第一套工程 aTM 强烈刺激抗原特异性 CD8+ 和 CD4+ T 细胞,有望改善治疗效果; 进一步丰富我们对刺激、极化、 和 T 细胞的激活。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Cross-reactivity of SARS-CoV-2- and influenza A-specific T cells in individuals exposed to SARS-CoV-2.
暴露于 SARS-CoV-2 的个体中 SARS-CoV-2 和甲型流感特异性 T 细胞的交叉反应。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022-09-22
  • 期刊:
  • 影响因子:
    8
  • 作者:
    Chaisawangwong, Worarat;Wang, Hanzhi;Kouo, Theodore;Salathe, Sebastian F;Isser, Ariel;Bieler, Joan Glick;Zhang, Maya L;Livingston, Natalie K;Li, Shuyi;Horowitz, Joseph J;Samet, Ron E;Zyskind, Israel;Rosenberg, Avi Z;Schneck, Jonathan P
  • 通讯作者:
    Schneck, Jonathan P
Nanoparticle-based modulation of CD4+ T cell effector and helper functions enhances adoptive immunotherapy.
基于纳米颗粒的 CD4 T 细胞效应和辅助功能调节可增强过继性免疫治疗。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022-10-14
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Isser, Ariel;Silver, Aliyah B;Pruitt, Hawley C;Mass, Michal;Elias, Emma H;Aihara, Gohta;Kang, Si;Bachmann, Niklas;Chen, Ying;Leonard, Elissa K;Bieler, Joan G;Chaisawangwong, Worarat;Choy, Joseph;Shannon, Sydney R;Gerecht, Sharon;Webe
  • 通讯作者:
    Webe
Engineering an Artificial T-Cell Stimulating Matrix for Immunotherapy.
设计用于免疫治疗的人工 T 细胞刺激基质。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Hickey, John W;Dong, Yi;Chung, Jae Wook;Salathe, Sebastian F;Pruitt, Hawley C;Li, Xiaowei;Chang, Calvin;Fraser, Andrew K;Bessell, Catherine A;Ewald, Andrew J;Gerecht, Sharon;Mao, Hai;Schneck, Jonathan P
  • 通讯作者:
    Schneck, Jonathan P
Nanoparticles for generating antigen-specific T cells for immunotherapy.
用于生成用于免疫治疗的抗原特异性 T 细胞的纳米颗粒。
  • DOI:
    10.1016/j.smim.2021.101541
  • 发表时间:
    2021-08
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.8
  • 作者:
    Est-Witte SE;Livingston NK;Omotoso MO;Green JJ;Schneck JP
  • 通讯作者:
    Schneck JP
In Vivo Stimulation of Therapeutic Antigen-Specific T Cells in an Artificial Lymph Node Matrix.
人工淋巴结基质中治疗性抗原特异性 T 细胞的体内刺激。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2024-02-15
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Livingston, Natalie K;Hickey, John W;Sim, Hajin;Salathe, Sebastian F;Choy, Joseph;Kong, Jiayuan;Silver, Aliyah B;Stelzel, Jessica L;Omotoso, Mary O;Li, Shuyi;Chaisawangwong, Worarat;Roy, Sayantika;Ariail, Emily C;Lanis, Mara R;Pradeep, Prati
  • 通讯作者:
    Pradeep, Prati
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