如何利用特殊小分子增强宿主自身免疫系统的功能

2020年9月23日 15:26:18 来源: 生物谷
收藏到BLOG

  感染会给住院患者带来极大的健康风险,近日,来自弗劳恩霍夫学会界面工程和生物技术研究所等机构的科学家们开发了一种新型治疗性策略,其能通过作用于机体的免疫受体来改善细胞抵御有害微生物的能力,目前这种治疗方法已经进入动物模型试验阶段,研究人员还对念珠菌进行了测试,初步研究结果表现出了极大潜力。

1.jpg

图片来源:Fraunhofer IGB

  由于病原体给患者所带来的感染风险,如今住院也会给患者的健康带来潜在的危害,对于处于虚弱状态或刚做完手术正在恢复的患者而言,额外的感染或许会引发患者出现严重的并发症;在医院环境中,特别害怕念珠菌属或曲霉属真菌所带来的侵入性感染,念珠菌经常会以生物膜的形式出现在诸如导尿管等医疗设备上,而传统的治疗手段往往不够特异性,而且在设计耐药性微生物存在的情况下或许也是远远无法有效发挥作用的。

  如今研究人员开始利用人类机体免疫系统作为主要防线的能力开发更快速、更有针对性且能应对感染的策略,研究者将多种与病原体结构类似的分子引入到报告细胞系中,从而引发免疫受体产生反应,他们推测,如果免疫系统能对这些分子做出反应的话,那么这种方法或许就能有效应对真正的病原体了。

  这种方法的逻辑和意义似乎很清楚,但其绝对不是一个简单的过程,其困难之处在于通过对成千上万个分子进行排序,从而找到引发报告细胞系出现反应的分子,为了解决这一问题,研究人员首先利用计算机化学筛选技术识别出有望作为潜在候选者的分子,这种方法在医学研究中通常用于在计算机中调查和模拟分子的特性和结构,第二部,研究者将在此前只能在计算机中虚拟建模的分子在实验室中进行化学合成,第三部,研究人员将这些物质置于溶液中,并逐一加入到特定的细胞系汇总,在整个检测过程中,研究人员就能通过颜色反应来确定细胞会对哪些物质产生反应,而细胞的免疫受体则会激活报道基因,从而诱发颜色反应。

1.jpg

图片来源:Fraunhofer IGB

  在体外试验中能够引起反应的分子会进入到下一阶段的体外试验,在这一阶段,研究人员会重复试验,但这次他们使用的并不是细胞系,而是使用人类血液和从血液中分离出的免疫细胞,这就使得研究人员能够确定天然细胞中的免疫受体是否也会对免疫调节剂产生反应。此外,研究人员还利用包括动物模型在内的多种方法来测试所发现的分子是否会对诱导的真菌感染有影响。

  研究者Steffen Rupp表示,如今我们已经达到了第一个重要的里程碑,我们发现特殊分子能够显著影响人类血液中的免疫反应,并能够减少小鼠机体真菌感染的严重性。如果这类疗法能顺利通过相关的研发和审批渠道,并最终实现商业化,这就会使得临床医生在现有疗法的基础上,又多了一种对抗难缠医院感染的新型武器。最后研究者表示,我们希望这种新型的治疗手段未来有一天能帮助有效对抗真菌感染,并能帮助对抗其它感染性疾病或注入关节炎和银屑病等自身免疫性疾病。

  参考资料:

  Strengthening the immune system with small molecules

  by Claudia Vorbeck, Fraunhofer-Gesellschaft

  Infections pose an increasing risk to hospitalized patients. In collaboration with a number of partners, the Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology IGB has developed a new therapeutic approach as part of the InnateFun project. Their strategy is to improve cells' ability to defend themselves against harmful microorganisms by acting on their immune receptors. The researchers' work on this therapeutic approach has reached the animal model stage. Models for infections of fungi of the genus Candida, which is also common in hospitals, were analyzed. The preliminary results are promising.

  Hospitals are designed to save lives. Yet a hospital stay also poses a potential hazard to people's health due to the risk of infections by germs or viruses. For patients who are already in a weakened state or recovering from recent surgery, an additional infection may lead to serious complications. Invasive infections with fungi of the genus Candida or Aspergillus are particularly feared in hospital settings. Candida is often found as a biofilm on medical devices such as catheters. The conventional therapeutic approach—combating the infection with drugs designed to kill the pathogens—is often not specific enough and has been shown to be inadequate in cases involving drug-resistant microorganisms......