Endolinfatica immunoterapia e di vaccinazione nei topi
Summary
Vaccinazione profilattica e terapeutica spesso non riesce a stimolare forti risposte immunitarie dovuto settimana drenaggio del vaccino ai linfonodi e conseguente scarsa coinvolgimento delle cellule immunitarie. Mediante iniezione diretta di vaccino da linfonodi, cosiddetta iniezione endolinfatica, l'efficacia del vaccino può essere fortemente migliorata e dosi di vaccino può essere ridotta.
Abstract
I vaccini sono tipicamente iniettati per via sottocutanea o intramuscolare per la stimolazione delle risposte immunitarie. Il successo di questo richiede drenaggio efficiente di vaccino ai linfonodi dove le cellule presentanti l'antigene possono interagire con i linfociti per la generazione delle risposte immunitarie voluto. La forza e il tipo di risposte immunitarie indotte dipendono anche dalla densità o frequenza di interazioni nonché il microambiente, in particolare il contenuto di citochine. Poiché solo una minima parte di vaccini iniettati perifericamente raggiunge linfonodi, le vaccinazioni di topi e gli esseri umani sono stati eseguiti mediante iniezione diretta di vaccino nei linfonodi inguinali, cioè l'iniezione endolinfatica. Nell'uomo, la procedura è guidata da ultrasuoni. Nei topi, una piccola (5-10 mm) incisione viene fatta nella regione inguinale di animali anestetizzati, il linfonodo è localizzato e immobilizzato con una pinza, e un volume di 10-20 ml di vaccino viene iniettato sotto controllo visivo.L'incisione viene chiusa con un solo punto usando suture chirurgiche. I topi sono stati vaccinati con il plasmide DNA, RNA, peptidi, proteine, particelle e batteri e coadiuvanti, e si è osservata una forte miglioramento delle risposte immunitarie contro tutti i tipi di vaccini. Il metodo endolinfatica della vaccinazione è particolarmente indicata nelle situazioni in cui la vaccinazione convenzionale produce immunità insufficiente o in cui la quantità di vaccino disponibile è limitato.
Introduction
I vaccini sono tipicamente iniettati per via sottocutanea o intramuscolare stimolazione delle risposte immunitarie. Il successo di questa procedura richiede drenaggio efficace di vaccino ai linfonodi dove le cellule presentanti l'antigene possono interagire con i linfociti per la generazione di risposte T e B-cellule. Inoltre, la forza e il tipo di risposte immunitarie indotte dipendono anche dalla densità o frequenza di tali interazioni, nonché il microambiente stesso, specialmente il contenuto di citochine. Poiché solo una piccola frazione di un vaccino iniettato in un tessuto periferico raggiunge un linfonodo, vaccinazioni di topi e nell'uomo mediante iniezione diretta del vaccino con linfonodi, il sito sono stati generati risposte immunitarie, sono state eseguite. Nell'uomo, la procedura è guidata da ultrasuoni, una procedura utilizzata anche per la somministrazione di agenti di imaging per la visualizzazione e la diagnosi del sistema linfatico. Nei topi, la procedura è invasiva. Qui, una piccola (5-10 mm) incision è realizzato nella regione inguinale di animali anestetizzati 1, il linfonodo è localizzato e immobilizzato con una pinza, e un volume di 10-20 ml di vaccino viene iniettato sotto controllo visivo; 10 microlitri è usato per prime iniezioni e in topi giovani con piccoli linfonodi, considerando che 20 microlitri può essere iniettato nei linfonodi di età superiore o topi già innescate, che hanno i linfonodi più grandi. L'incisione può essere chiuso con un punto singolo con suture chirurgiche. Con questo metodo, i topi sono vaccinati con il plasmide DNA 2,3, RNA messaggero 4, 1,3,5,6 peptide, proteina 7-10, particelle 11, 12 batteri così come adiuvanti 7,13, e forte miglioramento immunitario Sono state osservate risposte contro tutti i tipi di vaccini. Il metodo endolinfatica della vaccinazione è particolarmente indicata nelle situazioni in cui la vaccinazione convenzionale produce immunità insufficiente o in cui la quantità di vaccino disponibile è limitato o very costoso. Nell'uomo, il metodo endolinfatica di immunizzazione è stato applicato a pazienti allergici 14,15 o di pazienti con cancro 16-21. Sebbene l'idea corrente è che il metodo endolinfatica è più invasivo rispetto ad altri metodi iniettabili come le iniezioni intramuscolari e sottocutanee, la percezione del dolore non è superiore dopo una puntura venosa 15. Si prevede che la vaccinazione endolinfatica diventerà alternativa o complementare ad altri metodi di vaccini profilattici e terapeutici particolarmente. Questo articolo descrive in dettaglio come viene eseguita la procedura di vaccinazione endolinfatica nei topi. Tutte le procedure descritte, sono state approvate dall'Agenzia veterinario cantonale di Zurigo ed eseguiti secondo le linee guida federali svizzere e direttive sulla protezione degli animali utilizzati a fini scientifici.
Protocol
Representative Results
Discussion
Immunizzazione endolinfatica e immunoterapia hanno dimostrato di essere adatto per la stimolazione di entrambe le risposte anticorpali e risposte delle cellule T. Come dimostrato in questo video-articolo, la procedura endolinfatica di vaccinazione è un metodo semplice e veloce per stimolare una forte risposta immunitaria nei topi. Un chirurgo esperto può eseguire la procedura durante 3-4 min. La sessione può anche essere condiviso tra due chirurghi in cui si è tipicamente facendo l'anestesia e la sutura e il sec…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Gli autori sono grati per l'aiuto sperimentale nello sviluppo del metodo di immunizzazione endolinfatica nei topi da Iris Erdmann, Barbara von Beust, e Julia Maria Martínez-Gómez. Grazie anche a Maggy Arras e Nikola Cesarovic per averci permesso di usare la loro sala operatoria per questa produzione video.
Materials
| Ketamine (Ketasol-100) | Graeub AG, Switzerland | Anesthetics | |
| Xylazine (Rompun) | Bayer, Germany | Anesthetics | |
| Viscotears Eye-Gel | Novartis, Switzerland | To keep eyes from drying out during anesthesia. | |
| BD Micro-Fine 0.5 ml | BD Medical, France | 29 G Insulin syringes with permanently attached needles | |
| 6-0 Dermalon Monofilament nylon | Covidien, MA, USA | For sutures (0.7 metric, 18G, 45 cm, Blue) | |
| Curved forceps, 4.5 inch | Polymed, Switzerland | For incision and holding of lymph node | |
| Straight surgical scissors, 4.5 inch | Polymed, Switzerland | For incision | |
| Needle holder, 5.5 inch | Polymed, Switzerland | To close incision with suture | |
References
- Johansen, P., et al. Direct intralymphatic injection of peptide vaccines enhances immunogenicity. Eur. J. Immunol. 35, 568-574 (2005).
- Maloy, K. J., et al. Intralymphatic immunization enhances DNA vaccination. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 98, 3299-3303 (2001).
- Smith, K. A., et al. Enhancing DNA vaccination by sequential injection of lymph nodes with plasmid vectors and peptides. Vaccine. 27, 2603-2615 (2009).
- Kreiter, S., et al. Intranodal vaccination with naked antigen-encoding RNA elicits potent prophylactic and therapeutic antitumoral immunity. Cancer Res. 70, 9031-9040 (2010).
- Johansen, P., et al. Antigen kinetics determines immune reactivity. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 5189-5194 (2008).
- Smith, K. A., et al. Lymph node-targeted immunotherapy mediates potent immunity resulting in regression of isolated or metastatic human papillomavirus-transformed tumors. Clin. Cancer Res. 15, 6167-6176 (2009).
- Johansen, P., et al. Toll-like receptor ligands as adjuvants in allergen-specific immunotherapy. Clin. Exp. Allergy. 35, 1591-1598 (2005).
- Johansen, P., et al. Heat denaturation, a simple method to improve the immunotherapeutic potential of allergens. Eur. J. Immunol. 35, 3591-3598 (2005).
- Martinez-Gomez, J. M., et al. Intralymphatic injections as a new administration route for allergen-specific immunotherapy. Int. Arch. Allergy Immunol. 150, 59-65 (2009).
- Martinez-Gomez, J. M., et al. Targeting the MHC class II pathway of antigen presentation enhances immunogenicity and safety of allergen immunotherapy. Allergy. 64, 172-178 (2009).
- Mohanan, D., et al. Administration routes affect the quality of immune responses: A cross-sectional evaluation of particulate antigen-delivery systems. J. Control Release. 147, 342-349 (2010).
- Waeckerle-Men, Y., et al. Lymph node targeting of BCG vaccines amplifies CD4 and CD8 T-cell responses and protection against Mycobacterium tuberculosis. Vaccine. 31, 1057-1064 (2013).
- von Beust, B. R., et al. Improving the therapeutic index of CpG oligodeoxynucleotides by intralymphatic administration. Eur. J. Immunol. 35, 1869-1876 (2005).
- Senti, G., et al. Intralymphatic immunotherapy for cat allergy induces tolerance after only 3 injections. J. Allergy Clin. Immunol. 129, 1290-1296 (2012).
- Senti, G., et al. Intralymphatic allergen administration renders specific immunotherapy faster and safer: a randomized controlled trial. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 17908-17912 (2008).
- Lesterhuis, W. J., et al. Route of administration modulates the induction of dendritic cell vaccine-induced antigen-specific T cells in advanced melanoma patients. Clin. Cancer Res. 17, 5725-5735 (2011).
- Fadul, C. E., et al. Immune response in patients with newly diagnosed glioblastoma multiforme treated with intranodal autologous tumor lysate-dendritic cell vaccination after radiation chemotherapy. J. Immunother. 34, 382-389 (2011).
- Eizenberg, P., et al. Acceptance of Intanza(R) 9 mug intradermal influenza vaccine in routine clinical practice in Australia and Argentina. Adv. Ther. 28, 640-649 (2011).
- Durando, P., et al. Adjuvants and alternative routes of administration towards the development of the ideal influenza vaccine. Hum. Vaccin. 7, 29-40 (2011).
- Barth, R. J., et al. A randomized trial of ex vivo CD40L activation of a dendritic cell vaccine in colorectal cancer patients: tumor-specific immune responses are associated with improved survival. Clin. Cancer Res. 16, 5548-5556 (2010).
- Schwaab, T., et al. Clinical and immunologic effects of intranodal autologous tumor lysate-dendritic cell vaccine with Aldesleukin (Interleukin 2) and IFN-{alpha}2a therapy in metastatic renal cell carcinoma patients. Clin. Cancer Res. 15, 4986-4992 (2009).
- Senti, G., Johansen, P., Kundig, T. M. Intralymphatic immunotherapy. Curr. Opin. Allergy Clin. Immunol. 9, 537-543 (2009).
- Catron, D. M., Itano, A. A., Pape, K. A., Mueller, D. L., Jenkins, M. K. Visualizing the first 50 hr of the primary immune response to a soluble antigen. Immunity. 21, 341-347 (2004).
- Itano, A. A., Jenkins, M. K. Antigen presentation to naive CD4 T cells in the lymph node. Nat. Immunol. 4, 733-739 (2003).
- Johansen, P., Mohanan, D., Martinez-Gomez, J. M., Kundig, T. M., Gander, B. Lympho-geographical concepts in vaccine delivery. J. Control Release. 148, 56-62 (2010).
- Johansen, P., von Moos, S., Mohanan, D., Kundig, T. M., Senti, G. New routes for allergen immunotherapy. Hum. Vacc. Immunother. 8, 1525-1533 (2012).
- Senti, G., Johansen, P., Kundig, T. M. Intralymphatic immunotherapy: from the rationale to human applications. Curr. Top. Microbiol. Immunol. 352, 71-84 (2011).
- Duthie, M. S., Windish, H. P., Fox, C. B., Reed, S. G. Use of defined TLR ligands as adjuvants within human vaccines. Immunol. Rev. 239, 178-196 (2011).
- Ribas, A., et al. Intra-lymph node prime-boost vaccination against Melan A and tyrosinase for the treatment of metastatic melanoma: results of a phase 1 clinical trial. Clin. Cancer Res. 17, 2987-2996 (2011).
- Bedrosian, I., et al. Intranodal administration of peptide-pulsed mature dendritic cell vaccines results in superior CD8+ T-cell function in melanoma patients. J. Clin. Oncol. 21, 3826-3835 (2003).
- Lesimple, T., et al. Injection by various routes of melanoma antigen-associated macrophages: biodistribution and clinical effects. Cancer Immunol. Immunother. 52, 438-444 (2003).
- Brown, K., et al. Adenovirus-transduced dendritic cells injected into skin or lymph node prime potent simian immunodeficiency virus-specific T cell immunity in monkeys. J. Immunol. 171, 6875-6882 (2003).
- Fong, L., Brockstedt, D., Benike, C., Wu, L., Engleman, E. G. Dendritic cells injected via different routes induce immunity in cancer patients. J. Immunol. 166, 4254-4259 (2001).
