Weekly injection of IL-2 using an injectable hydrogel reduces autoimmune diabetes incidence in NOD mice.
Weekly injection of IL-2 using an injectable hydrogel reduces autoimmune diabetes incidence in NOD mice.
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DOI：
10.1007/s00125-020-05314-1
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发表时间：
2021-01
期刊：
影响因子：
8.2
通讯作者：
Bollyky PL
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Nagy N;Kaber G;Kratochvil MJ;Kuipers HF;Ruppert SM;Yadava K;Yang J;Heilshorn SC;Long SA;Pugliese A;Bollyky PL
IL-2 注射是治疗 1 型自身免疫性糖尿病的一种有前景的疗法，但这种细胞因子在体内的半衰期短，限制了有效的组织暴露，因此需要频繁注射。在这里，我们研究了可注射水凝胶是否可用于促进体内延长 IL-2 释放。利用肝素的 IL-2 结合能力，采用包含临床级肝素、胶原蛋白和透明质酸聚合物的可注射水凝胶来递送 IL-2。检查了该材料的 IL-2 释放动力学和体内稳定性。比较了可溶性 IL-2 与水凝胶介导的 IL-2 注射在 1 型糖尿病 NOD 小鼠模型中预防自身免疫性糖尿病的能力。我们在体外观察到水凝胶在 12 天的时间内释放了 IL-2，并且注射的水凝胶在体内同样持续了 12 天。值得注意的是，肝素结合可增强 IL-2 的活性，并增强 IL-2 和 TGFβ 介导的叉头框 P3 阳性调节性 T 细胞 (FOXP3+ Tregs) 的扩增。最后，每周注射含有 IL-2 的水凝胶可以部分预防自身免疫性糖尿病，而注射可溶性 IL-2 则不能。水凝胶递送可以减少自身免疫性糖尿病的 IL-2 治疗方案中所需的注射次数。
IL-2 injections are a promising therapy for autoimmune type 1 diabetes but the short half-life of this cytokine in vivo limits effective tissue exposure and necessitates frequent injections. Here we have investigated whether an injectable hydrogel could be used to promote prolonged IL-2 release in vivo. Capitalising on the IL-2-binding capabilities of heparin, an injectable hydrogel incorporating clinical-grade heparin, collagen and hyaluronan polymers was used to deliver IL-2. The IL-2-release kinetics and in vivo stability of this material were examined. The ability of soluble IL-2 vs hydrogel-mediated IL-2 injections to prevent autoimmune diabetes in the NOD mouse model of type 1 diabetes were compared. We observed in vitro that the hydrogel released IL-2 over a 12-day time frame and that injected hydrogel likewise persisted 12 days in vivo. Notably, heparin binding potentiates the activity of IL-2 and enhances IL-2- and TGFβ-mediated expansion of forkhead box P3-positive regulatory T cells (FOXP3+ Tregs). Finally, weekly administration of IL-2-containing hydrogel partially prevented autoimmune diabetes while injections of soluble IL-2 did not. Hydrogel delivery may reduce the number of injections required in IL-2 treatment protocols for autoimmune diabetes.
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