Liposome encapsulation overcomes D-type and K-type CpG ODN dichotomy and induces synergistic immune activation

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.