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Graphene oxide modulates dendritic cell ability to promote T cell activation and cytokine production
Nanoscale ( IF 5.8 ) Pub Date : 2022-11-14 , DOI: 10.1039/d2nr02169b Helen Parker 1 , Alfredo Maria Gravagnuolo 2, 3 , Sandra Vranic 2, 3 , Livia Elena Crica 2, 3 , Leon Newman 2, 3 , Oliver Carnell 1 , Cyrill Bussy 1, 2, 3 , Rebecca S Dookie 1 , Eric Prestat 4, 5 , Sarah J Haigh 3, 4 , Neus Lozano 6 , Kostas Kostarelos 2, 3, 6 , Andrew S MacDonald 1
Nanoscale ( IF 5.8 ) Pub Date : 2022-11-14 , DOI: 10.1039/d2nr02169b Helen Parker 1 , Alfredo Maria Gravagnuolo 2, 3 , Sandra Vranic 2, 3 , Livia Elena Crica 2, 3 , Leon Newman 2, 3 , Oliver Carnell 1 , Cyrill Bussy 1, 2, 3 , Rebecca S Dookie 1 , Eric Prestat 4, 5 , Sarah J Haigh 3, 4 , Neus Lozano 6 , Kostas Kostarelos 2, 3, 6 , Andrew S MacDonald 1
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An important aspect of immunotherapy is the ability of dendritic cells (DCs) to prime T cell immunity, an approach that has yielded promising results in some early phase clinical trials. However, novel approaches are required to improve DC therapeutic efficacy by enhancing their uptake of, and activation by, disease relevant antigens. The carbon nano-material graphene oxide (GO) may provide a unique way to deliver antigen to innate immune cells and modify their ability to initiate effective adaptive immune responses. We have assessed whether GO of various lateral sizes affects DC activation and function in vitro and in vivo, including their ability to take up, process and present the well-defined model antigen ovalbumin (OVA). We have found that GO flakes are internalised by DCs, while having minimal effect on their viability, activation phenotype or cytokine production. Although adsorption of OVA protein to either small or large GO flakes promoted its uptake into DCs, large GO interfered with OVA processing. In terms of modulation of DC function, delivery of OVA via small GO flakes significantly enhanced DC ability to induce proliferation of OVA-specific CD4+ T cells, promoting granzyme B secretion in vitro. On the other hand, delivery of OVA via large GO flakes augmented DC ability to induce proliferation of OVA-specific CD8+ T cells, and their production of IFN-γ and granzyme B. Together, these data demonstrate the capacity of GO of different lateral dimensions to act as a promising delivery platform for DC modulation of distinct facets of the adaptive immune response, information that could be exploited for future development of targeted immunotherapies.
中文翻译：
氧化石墨烯调节树突状细胞促进 T 细胞活化和细胞因子产生的能力
免疫疗法的一个重要方面是树突状细胞 (DC) 启动 T 细胞免疫的能力，这种方法在一些早期临床试验中取得了有希望的结果。然而，需要新的方法通过增强 DC 对疾病相关抗原的摄取和激活来提高 DC 的治疗效果。碳纳米材料氧化石墨烯 (GO) 可以提供一种独特的方式将抗原递送至先天免疫细胞并改变其启动有效适应性免疫反应的能力。我们评估了各种横向尺寸的 GO 是否会影响体外和体内的 DC 激活和功能，包括它们吸收、处理和呈现明确定义的模型抗原卵清蛋白 (OVA) 的能力。我们发现 GO 薄片被 DCs 内化，同时对其活力、激活表型或细胞因子产生的影响最小。尽管 OVA 蛋白吸附到小 GO 薄片或大 GO 薄片上促进了它被 DCs 摄取，但大 GO 干扰了 OVA 加工。在 DC 功能的调节方面，通过小 GO 薄片递送 OVA 显着增强了 DC 诱导 OVA 特异性 CD4 + T 细胞增殖的能力，促进了体外颗粒酶 B 的分泌。另一方面，通过大 GO 薄片递送 OVA 增强了 DC 诱导 OVA 特异性 CD8 +增殖的能力T 细胞及其 IFN-γ 和颗粒酶 B 的产生。这些数据共同证明了不同横向尺寸的 GO 具有作为适应性免疫反应不同方面的 DC 调节的有前途的递送平台的能力，这些信息可能是用于未来靶向免疫疗法的开发。
更新日期：2022-11-14
中文翻译：
氧化石墨烯调节树突状细胞促进 T 细胞活化和细胞因子产生的能力
免疫疗法的一个重要方面是树突状细胞 (DC) 启动 T 细胞免疫的能力，这种方法在一些早期临床试验中取得了有希望的结果。然而，需要新的方法通过增强 DC 对疾病相关抗原的摄取和激活来提高 DC 的治疗效果。碳纳米材料氧化石墨烯 (GO) 可以提供一种独特的方式将抗原递送至先天免疫细胞并改变其启动有效适应性免疫反应的能力。我们评估了各种横向尺寸的 GO 是否会影响体外和体内的 DC 激活和功能，包括它们吸收、处理和呈现明确定义的模型抗原卵清蛋白 (OVA) 的能力。我们发现 GO 薄片被 DCs 内化，同时对其活力、激活表型或细胞因子产生的影响最小。尽管 OVA 蛋白吸附到小 GO 薄片或大 GO 薄片上促进了它被 DCs 摄取，但大 GO 干扰了 OVA 加工。在 DC 功能的调节方面，通过小 GO 薄片递送 OVA 显着增强了 DC 诱导 OVA 特异性 CD4 + T 细胞增殖的能力，促进了体外颗粒酶 B 的分泌。另一方面，通过大 GO 薄片递送 OVA 增强了 DC 诱导 OVA 特异性 CD8 +增殖的能力T 细胞及其 IFN-γ 和颗粒酶 B 的产生。这些数据共同证明了不同横向尺寸的 GO 具有作为适应性免疫反应不同方面的 DC 调节的有前途的递送平台的能力，这些信息可能是用于未来靶向免疫疗法的开发。
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