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Sustained-immunostimulatory nanocellulose scaffold to enhance vaccine efficacy.
Journal of Biomedical Materials Research Part A ( IF 3.9 ) Pub Date : 2020-02-04 , DOI: 10.1002/jbm.a.36890 Akihiro Nishiguchi 1 , Tetsushi Taguchi 1
Journal of Biomedical Materials Research Part A ( IF 3.9 ) Pub Date : 2020-02-04 , DOI: 10.1002/jbm.a.36890 Akihiro Nishiguchi 1 , Tetsushi Taguchi 1
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An implantable scaffold‐based vaccination system is a promising platform to generate robust immune responses by modulating the immune system. However, establishment of an effective vaccine using a biodegradable, cell‐infiltrative scaffold remain challenging. Here we demonstrate a biodegradable, nanocellulose‐based immune scaffold capable of sustainably activating immune cells to elicit cellular immunity. Cell‐infiltrative nanocellulose hydrogels were used as a delivery carrier and cellular scaffold microenvironment. Nanofibrous hydrogels allowed for high cell infiltration and delivery of antigen‐loaded nanocellulose while cells degraded the hydrogel matrix. Importantly, antigen‐loaded nanocellulose hydrogels exhibited sustained activation of macrophages in vitro compared to free antigen and collagen scaffold. Histological observation revealed infiltration of macrophages and dendritic cells into the nanocellulose scaffold subcutaneously implanted in mice. In vivo fluorescence imaging indicated that the implanted scaffold released antigens at a zero‐order release profile without burst diffusion. Antigen‐loaded nanocellulose hydrogels increased interferon‐γ‐producing cells compared to free antigen injection, suggesting the enhancement of cellular immunity. Thus, nanocellulose immune scaffold may serve as a sustained‐immunostimulatory vaccine platform by providing favorable microenvironments for immune cells thus enhancing vaccine efficacy.
中文翻译：
用于增强疫苗效力的持续免疫刺激纳米纤维素支架。
基于可植入支架的疫苗接种系统是通过调节免疫系统产生强大免疫反应的有前途的平台。然而，使用可生物降解的细胞浸润支架建立有效的疫苗仍然具有挑战性。在这里，我们展示了一种可生物降解的、基于纳米纤维素的免疫支架，能够持续激活免疫细胞以引发细胞免疫。细胞浸润性纳米纤维素水凝胶被用作递送载体和细胞支架微环境。当细胞降解水凝胶基质时，纳米纤维水凝胶允许高细胞浸润和递送载有抗原的纳米纤维素。重要的是，与游离抗原和胶原支架相比，载有抗原的纳米纤维素水凝胶在体外表现出持续激活巨噬细胞。组织学观察显示巨噬细胞和树突细胞浸润到皮下植入小鼠的纳米纤维素支架中。体内荧光成像表明，植入的支架以零级释放曲线释放抗原，而没有爆发扩散。与游离抗原注射相比，载有抗原的纳米纤维素水凝胶增加了产生干扰素-γ的细胞，表明细胞免疫增强。因此，纳米纤维素免疫支架可作为持续免疫刺激疫苗平台，为免疫细胞提供有利的微环境，从而提高疫苗效力。体内荧光成像表明，植入的支架以零级释放曲线释放抗原，而没有爆发扩散。与游离抗原注射相比，载有抗原的纳米纤维素水凝胶增加了产生干扰素-γ的细胞，表明细胞免疫增强。因此，纳米纤维素免疫支架可作为持续免疫刺激疫苗平台，为免疫细胞提供有利的微环境，从而提高疫苗效力。体内荧光成像表明，植入的支架以零级释放曲线释放抗原，而没有爆发扩散。与游离抗原注射相比，载有抗原的纳米纤维素水凝胶增加了产生干扰素-γ的细胞，表明细胞免疫增强。因此，纳米纤维素免疫支架可作为持续免疫刺激疫苗平台，为免疫细胞提供有利的微环境，从而提高疫苗效力。
更新日期：2020-02-04
中文翻译：
用于增强疫苗效力的持续免疫刺激纳米纤维素支架。
基于可植入支架的疫苗接种系统是通过调节免疫系统产生强大免疫反应的有前途的平台。然而，使用可生物降解的细胞浸润支架建立有效的疫苗仍然具有挑战性。在这里，我们展示了一种可生物降解的、基于纳米纤维素的免疫支架，能够持续激活免疫细胞以引发细胞免疫。细胞浸润性纳米纤维素水凝胶被用作递送载体和细胞支架微环境。当细胞降解水凝胶基质时，纳米纤维水凝胶允许高细胞浸润和递送载有抗原的纳米纤维素。重要的是，与游离抗原和胶原支架相比，载有抗原的纳米纤维素水凝胶在体外表现出持续激活巨噬细胞。组织学观察显示巨噬细胞和树突细胞浸润到皮下植入小鼠的纳米纤维素支架中。体内荧光成像表明，植入的支架以零级释放曲线释放抗原，而没有爆发扩散。与游离抗原注射相比，载有抗原的纳米纤维素水凝胶增加了产生干扰素-γ的细胞，表明细胞免疫增强。因此，纳米纤维素免疫支架可作为持续免疫刺激疫苗平台，为免疫细胞提供有利的微环境，从而提高疫苗效力。体内荧光成像表明，植入的支架以零级释放曲线释放抗原，而没有爆发扩散。与游离抗原注射相比，载有抗原的纳米纤维素水凝胶增加了产生干扰素-γ的细胞，表明细胞免疫增强。因此，纳米纤维素免疫支架可作为持续免疫刺激疫苗平台，为免疫细胞提供有利的微环境，从而提高疫苗效力。体内荧光成像表明，植入的支架以零级释放曲线释放抗原，而没有爆发扩散。与游离抗原注射相比，载有抗原的纳米纤维素水凝胶增加了产生干扰素-γ的细胞，表明细胞免疫增强。因此，纳米纤维素免疫支架可作为持续免疫刺激疫苗平台，为免疫细胞提供有利的微环境，从而提高疫苗效力。
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