Liposome encapsulation overcomes D-type and K-type CpG ODN dichotomy and induces synergistic immune activation
Lipozoma yüklenmiş D-tipi ve K-tipi ODN'lerin sinerjik immun aktivasyonu
- Tez No: 374366
- Danışmanlar: PROF. DR. İHSAN GÜRSEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 111
Özet
Yüksek yükleme verimi ve güvenliği sayesinde, lipozomlar ; kararsız biyoaktif ajanların taşınmasında en iyi adaylardan biridir. İnsanda, yapı olarak farklı gruplandırılan CpG ODN'ler farklı sinyal yolaklarını aktive ederek, değişik immün cevaplara yol açarlar. K-tipi ODN plazmasitoid dendiritik hücrelerin (pDC) olgunlaşması ve aktifleşmesi sonucu TNFα salgılanmasına sebep olurken, D-tipi ODN IRF'ye bağımlı sinyal yolaklarını aktive ederek IFNα üretilmesine neden olur. Çarpıcı bir şekilde, K-tipi ve D-tipi ODN'ler serbest hallerinde hücrelere verildiklerinde, K-tipi D-tipi etkisini bloke eder ve sadece K-tipine özel cevap gözlemlenir. Her iki tip ODN için de en uygun ve en önemli özelliklerini kaybetmeyecekleri bir taşıyıcı sistemin geliştirilmesi klinik uygulamalar için çok önemlidir. Bu çalışmada, öncelikle K- ve D- tipi ODN'leri 5 farklı lipozoma yükleyerek sinerjik etkilerini araştırdık. Bu lipozomlara yüklü ODN'lerin insan periferik kan mononükleer hücreleri ve fare dalak hücreleri üzerinde sinerjik bir etki gösterebilme kabiliyeti en yüksek olan potansiyel gruplarını seçtik. İnsan periferik kan hücreleri üzerinde yapılan sitokin ELİSA deneyleri sonucunda, kullanılan 5 lipozomal kombinasyonun da serbest ODN'lere göre daha fazla IFNα ve TNFα ürettiğini gözlemledik. Serbest haldeki K-ve D-tipi ODN'ler beraber inkübe edildiklerinde beklendiği gibi D-spesifik olan IFNα salımında azalma gözlemlenmiştir. Nötral ve anyonik lipozoma yüklü D-tipi ODN (ND ve AD) ile katyonik lipozoma yüklü K-tipi ODN (CK) beraber hücreye verildiklerinde ise, K-tipi D-tipini engellemek yerine, hem K-tipine özgü etkiyi arttırmakta hem de D-tipine spesifik etkiler göstermektedir. Bu gelişmiş sinerjik etki, ND+CK grubunda TNFα salımı için kullanılan donörlerin %100'ünde gözlemlenirken, IFNα için %90'ında gözlemlenmektedir. Bunlara ek olarak, hücre içi sitokin boyama deney sonuçlarına göre TNFα ve IFNα sekresyonu özel olarak insan pDC'lerinden artmaktadır. Yardımcı uyaran molekül ifadeleri ve antijen sunucu hücrelerin de lipozomal kombinasyonlarda, serbest ODN'lere göre belirgin bir şekilde arttığı gözlemlenmiştir. Fare deneylerinde, insan deneylerinden farklı olarak ND+CK grubu yerine, K-tipi ODN yüklü sterik olarak stabilize edilmiş katyonik lipozom (SSCL) ile D-tipi ODN yüklü i) nötral, ii) anyonik, iii) katyonik ve iv) stealth kombinasyonlarında sinerjik etkiler görülmüştür (IL6, IL12 ve IFNγ üretiminde artış). Ex-vivo deneyleri sonucunda, lipozomal kombinasyonların CpG ODN'lerin hücre içine alımını ve proinflamatuar sitokinlerin gen ifadelerini arttırdığını ortaya çıkarmıştır. Bu çalışmada hem insan, hem de farede doğru lipozom tipi seçimiyle K-tipi ODN'in D-tipi ODN'e karşı gösterdiği antagonist etkiyi, sinerjik bir etkiye çevirebileceğimizi kanıtladık. Yaklaşımımız bu önemli iki tip ODN'in immunoterapötik uygulamalarda kullanımını arttırabilecek niteliktedir.
Özet (Çeviri)
Liposomes are one of the best candidates for the encapsulation of labile bioactive agents due to their safety and high entrapment efficiency. In human, two structurally distinct classes of CpG ODN are capable of activating different signaling pathways, leading to differential immune activation. While K-type ODN triggers plasmacytoid dendritic cells (pDCs) to mature and produce TNFα, D-type ODN leads to IRF-7 dependent IFNα secretion. Strikingly, when K-and D-type ODN are co-incubated in their free forms, K-ODN masks the D-ODN specific immune activation. Identifying proper delivery vehicles that provide both ODN types to display their superior features upon stimulation is of great clinical importance. In this study, first we investigated the synergistic effects of K- and D-ODN upon encapsulating them within five different liposome types. Then with the selected potential liposome combinations, we identified synergistic activation capacities both on human PBMCs and on mice splenocytes. In PBMC cytokine results revealed that D-ODN loaded in all five liposome types stimulated more IFNα than free D-ODN. Similarly, liposomal K-ODN triggered more TNFα than free K-ODN type. While incubation of free K and D- type ODN as expected, abrogated D-specific IFNα production from PBMC, simultaneous incubation with neutral or anionic D-ODN loaded liposomes plus cationic liposomes loaded with K-ODN significantly increased K-specific as well as D-specific effect rather than masking it (i.e. more production of TNFα and IFNα specific for K and D, respectively). This improved synergistic immune activity for both D and K ODN observed with ND+CK combination in 100% of individuals (TNFa) and 90% of individuals for IFNa. Additionally, intracellular cytokine staining findings supported improved TNFα and IFNα, from pDC population of PBMCs. Co-stimulatory molecule expressions and APC activation also significantly upregulated compared with free treatment. In mice contrary to ND+CK combination, sterically stabilized cationic liposome encapsulated K-ODN combined with i) neutral, ii) anionic, iii) cationic or iv) stealth encapsulated D-ODN increased IL6, IL12 and IFNγ levels, when stimulated simultaneously. Moreover, ex vivo experiments showed that cellular uptake and pro-inflammatory cytokine gene expressions significantly increased with combined liposomal formulations. This study established that by selecting proper liposome type(s) we reverse antagonistic action of K-ODN on D-ODN and induce a synergistic effect leading to a more robust immunostimulatory activity in both human and mice. This approach could broaden the immunotherapeutic application of these two important CpG ODN classes in clinic.
Benzer Tezler
- Enhanced immunomodulatory applications of nucleic acid encapsulating liposomes
Nükleik asit içeren lipozomların gelişmiş immünmodülatör uygulamaları
ERDEM ERİKÇİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Biyoteknolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İHSAN GÜRSEL
- Metoclopramide nanostructured lipid carrier loaded in-situ gel via nasal route: Preparation, characterization, and in vitro evaluation
Nazal yol yoluyla in situ jel yüklenen metoklopramid nano yapılı lipid taşıyıcı: Hazırlama, karakterizasyon ve in vitro değerlendirme
MERYEM AYDİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Eczacılık ve FarmakolojiYeditepe ÜniversitesiSağlık Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. JUSTE BARANAUSKAITE ORTASOZ
- Hücre çoğalması üzerine etkili olabilecek seçilmiş bitki ekstraktlarının eldesi ve in vitro testleri: bitkisel lipozomal preparatlara ilişkin çalışmalar
Effective herbal extracts on cell proliferation and their in vitro tests: herbal liposomal preparates
BİLAL DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
BiyokimyaEge ÜniversitesiBiyokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SUNA TİMUR
ÖĞR. GÖR. İSKENDER İNCE
- Fitokimyasal bir madde içeren lipozomal ürün geliştirme ve kalite kontrol çalışmaları
Studies on development and quality control of liposomal product containing A phytochemical substance
SOLMAZ MEHRYAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Eczacılık ve FarmakolojiEge ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERCÜMENT KARASULU
- Polielektrolit nanolipozomlar ile havlıcan (Alpinia officinarum HANCE) ekstraktının enkapsülasyonu, karakterizasyonu ve biyoerişilebilirliğinin analitik yöntemler ile araştırılması
Investigation of encapsulation, characterization and bioaccessibility of lesser galangal (Alpinia officinarum HANCE) extract with polyelectrolite nanoliposomes by analytical methods
İLKYAZ PATIR