[发明专利]免疫细胞捕获装置及其制备和使用方法

说明书

相关申请

本申请要求于2015年4月10日提交的美国临时申请号No.62/146,205的优先权。本申请的全部内容通过引用并入本文。

背景技术

在自身免疫和肿瘤性疾病的情况下，免疫系统的细胞在区分外源和自身抗原中发挥核心作用。胸腺(中枢)耐受的过程为免疫细胞在两种疾病状态之间赋予体内平衡提供了基础。一方面，从系统中消除高亲和力的自身抗原特异性的T细胞，导致自身免疫的预防。另一方面，不能完全地识别自身抗原的细胞也被消除，和这确保了肿瘤细胞被控制。这种复杂过程的结果是只有识别具有中等亲和力的自身抗原的T细胞被幸免并允许繁殖。外周耐受的这种发展对于保护潜在自身反应性的淋巴细胞在控制中是关键的，因为在非炎症状况下暴露于组织抗原的再循环淋巴细胞通常处于耐受的无能性状态。然而，在存在诸如由感染和组织损伤引起的那些的危险刺激的情况下，耐受性和自身免疫之间的平衡可能被破坏。相反，如果自身反应性细胞从免疫组库中耗尽，则免疫系统可能无法识别表达改变水平或模式的自身抗原的肿瘤。

现在已经认识到许多自身免疫性疾病是由自身反应性T细胞反应介导的。例如，在1型糖尿病的情况中，自身反应性T细胞已经涉及胰腺β细胞的破坏。同样地，多发性硬化的病理生理学通常以自身反应性T细胞介导的神经元细胞的靶向和凋亡为特征。然而，自身免疫性疾病的适当诊断和鉴定充满困难，因为它们通常需要进行许多实验室检查(通常涉及完全血细胞计数、综合代谢组检查、急性期反应物、免疫学研究、血清学、流式细胞术、细胞因子分析和HLA分型)。这些测试的施用是麻烦的和昂贵的。

在细胞水平上，基于免疫细胞核型分析诊断自身免疫性疾病也类似地存在问题，因为缺乏对于组织破坏部位的功能性T细胞的可及性。在许多疾病中，自身反应性细胞发生在如此低的频率(1：100,000细胞)下以至于特异性免疫细胞的检测在技术上是具有挑战性的。此外，在许多情况下，自身反应性细胞的群体不一定是疾病特异性的。即使疾病特异性T细胞被分离，它们在诊断或治疗应用中的用途有限，因为它们不能在不影响其功能性能力的情况下被冷冻或培养。

类似地，在癌症的背景下，现有的治疗策略通常涉及从宿主中提取的抗原特异性T细胞的过继转移。在这些情况下，从肿瘤活检或外周血中提取肿瘤浸润性白细胞(TILs)，进行操作以增加抗原特异性或归巢能力，离体扩增，并注射入患者中以靶向肿瘤细胞。然而，这些细胞在血液或病变部位中的量通常是低频率的，并且缺乏理想的功能性。

因此，未满足对于允许分离可以被分析而用于诊断自身免疫性疾病和癌症的免疫细胞，以及用于治疗人类疾病，例如自身免疫性疾病、癌症和感染性疾病的组合物和方法的需要。下面详细描述的本发明的实施方式满足了这些需求。

发明内容

本发明提供了对于鉴定和收集稀有细胞或在身体中以低频出现的细胞的问题的解决方案。本文描述的特定实施方式涉及可用于收集这些细胞的收集装置、细胞捕获装置。所述装置包括支架组合物,其掺入或涂覆有多种抗原以及任选的募集剂，从而允许该装置吸引、粘附于和捕获或隔离靶细胞如免疫细胞。该装置通过包括与抗原、募集剂或其中存在的其它分子的直接或间接相互作用的各种方法来执行这些功能。根据该装置所使用的应用，该装置通过支架本身的物理或化学特性来调节靶细胞的捕获和存活。例如，支架组合物是差异渗透性的，仅允许细胞在支架的某些物理区域中通过。例如通过选择或加工材料以具有更大或更小的孔径、密度、聚合物交联、刚度、韧性、延展性或粘弹性，支架组合物的渗透性被调节。支架组合物可以包含物理通道或路径,目标细胞通过其与装置相互作用和/或移动到装置的特定隔室或区域中。为了便于区室化，该支架组合物任选地被组织在各自具有不同渗透性的隔室或层中，使得细胞被分选或过滤以允许仅接近某些细胞亚群。装置中靶细胞群体的隔离也可以通过降解、脱水或复水、氧合、化学或pH变化或者支架组合物的持续自组装来调节。在捕获之后，靶细胞，例如免疫细胞可以借助于装置中存在的刺激性分子、细胞因子和其它辅因子使得在装置内生长或扩增。在一些实施方式中，可以使用负向选择剂排除或去除否则渗透该装置的非靶细胞。