Συγκεκριμένοι συνδυασμοί των χημικών και των τοπογραφικών χαρακτηριστικών, παρόμοια με εκείνα που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης των κυττάρων in vivo, έχει αποδειχθεί ότι παρέχουν έλεγχο της κυτταρικής προσκόλλησης και μετανάστευσης. Ο σκοπός της παρούσας διατριβής είναι η χρήση της τεχνολογίας λέιζερ στενών παλμών στην ανάπτυξη τεχνητών μεταμοσχεύσιμων ικριωμάτων, που να μπορούν να ελέγχουν τις ιδιότητες πρόσφυσης των κυττάρων και διέγερσης της ανοσολογικής απόκρισης ως μια ασφαλέστερη εναλλακτική λύση στα εμβόλια.
Τα μέχρι τώρα πρωτόκολλα εμβολιασμού αναγκάζουν μια διέγερση προς ένα συγκεκριμένο αντιγόνο με τη μεσολάβηση ανοσοενισχυτικού, προκαλώντας μη ειδική φλεγμονή, η οποία ωστόσο, είναι υπεύθυνη για αρκετές παρενέργειες. Η επιτυχία των εμβολίων περιορίζεται επίσης από την επιλογή των μη ειδικών και λοιμωδών αντιγονικών επιτόπων, η οποία, λόγω του μεγάλου πολυμορφισμού των αντιγόνων ιστοσυμβατότητας δεν παρουσιάζει υψηλή συγγένεια για όλα τα άτομα.
Η διατριβή αποσκοπεί στην παραγωγή εξατομικευμένων μεταμοσχεύσιμων εμβολίων. Συγκεκριμένα, προ-ενεργοποιημένα μακροφάγα απορροφώνται σε μεταμοσχεύσιμες επιφάνειες και είναι σε θέση να τονώσουν την ανάπτυξη της ανοσολογικής απόκρισης. Η προσέγγιση αυτή εξαλείφει ανεπιθύμητες ενέργειες λόγω των τεχνολογικών βοηθημάτων, αφήνοντας τη φυσική επιλογή να δράσει στο μηχανισμό φόρτωσης αντιγόνου και να επιλεγεί το σωστό αντιγονικό επίτοπο για κάθε άτομο.
Οι επιφάνειες οι οποίες χρησιμοποιούνται στην παρούσα εργασία, αποτελούνται από λειτουργικές τρισδιάστατες μικρο- και νάνο-κλίμακας δομές οι οποίες κατασκευάζονται με λέιζερ στενών παλμών. Η τρισδιάστατη δομή τους παρέχει την ικανότητα ελέγχου του μεγέθους των πόρων, της χημείας των επιφανειών και τη διανομή της βιοενέργειας, ιδιότητες που παρέχουν την δυνατότητα πολυ-παραμετρικής εκτίμησης των διαφόρων παραγόντων που επηρεάζουν τη συμπεριφορά των κυττάρων, με εκτεταμένες συνέπειες για την υγεία του ανθρώπου. Αυτή η διεπιστημονική πρόταση αναμένεται να παράγει τις βασικές γνώσεις για περαιτέρω εκμετάλλευση.
(EL)
The surface and interface properties of biomaterials are determined from the synergy of the surface morphology and chemistry. Specific combinations of chemical and topographical cues, similar to those experienced by cells during in vivo development, have been shown to provide control over cellular adhesion and migration.
The aim of the present study is to employ ultrafast laser texturing technologies to develop artificial transplantable biomaterials scaffolds able to preferentially control the adhesion properties of cells stimulating the immune response as a safer alternative to vaccines. Vaccination protocols so far, force stimulation towards a specific antigen by inducing adjuvant-mediated non-specific inflammation, which however, is responsible for several side effects. The success of vaccines is also limited by the selection of specific non-infectious antigenic epitopes, which because of the extended polymorphism of histocompatibility antigens will not have high affinity for all individuals.
The present study aims to produce personalized transplantable vaccines. Pre-activated macrophages absorbed on transplantable surfaces are able to stimulate the development of immune response. Such approach eliminates side effects due to the adjuvants, while leaving the natural selection mechanism of antigen loading to choose the right antigenic epitope for each individual.
The surfaces to be used herein consist of properly functionalized 3D micro and submicron textured scaffolds fabricated by ultrafast laser The 3D scaffolds displaying the capacity to exquisitely control the size of pores, the micro/nanotopography, the surface chemistry and distribution of bioactive species, represent significant progress beyond the current state of the art enabling a multi-parametric assessment of various factors affecting cell behavior, with far-reaching implications human health. This interdisciplinary proposal is expected to produce basic knowledge for further exploitation.
(EN)
