Funzionalizzazione di schiume di grafene per adoptive cell therapy

The purpose of Adoptive Cell Therapy (ACT) is to generate T cells that show particular specificity and advanced functionality when compared with the natural immune system, and which could be critical for the treatment of those diseases in which this is involved, such as cancer, chronic infection and autoimmunity, which typically require ex vivo cell expansion. The aim of this master thesis project was the design of an innovative substrate for the in vitro expansion of T cells. For this purpose, a graphene foam obtained by Chemical Vapor Deposition (CVD) was chosen as the substrate, which thanks to its high open porosity allows cell recovery. For the functionalization of the foams, a protocol has been developed that allows to immobilize on the foam surface the antibodies necessary to correctly direct the cellular behavior. The functionalization method developed is based on a pyrene compound, 4-(1-pyrethyl)-butyric acid (PBA), activated with EDC and sulpho-NHS to create a bond with streptavidin; functionalization is terminated with biotin. For the functionalization of the foams, two specific antibodies have been chosen: αCD3 and αCD28, and comparison models consisting of a stimulation with soluble signals (forbolo-12-myrystate-13-acetate-PMA, and phytohemagglutinin- PHA). In order to verify the activation of the cells, an evaluation protocol of the increase of production of interleukin-2 (IL-2) through Polymerase Chain Reaction (PCR) has been proposed, using as cellular model the line Jurkat E6.1.

Lo scopo della terapia cellulare adottiva (ACT) è quello di generare cellule T che mostrano particolari specificità e funzionalità avanzate se comparate con il sistema immunitario naturale, e che potrebbero essere fondamentali per il trattamento di quelle patologie in cui questo è coinvolto, quali il cancro, l’infezione cronica e l’autoimmunità, che in genere richiedono l’espansione ex vivo delle cellule. Lo scopo di questo lavoro di tesi è stata la progettazione di un substrato innovativo per l’espansione in vitro di linfociti T. A tale scopo è stato scelto come substrato una schiuma di grafene ottenuta tramite deposizione chimica da vapore (CVD) che, grazie alla sua elevata porosità aperta, consente il recupero delle cellule. Per la funzionalizzazione delle schiume è stato messo a punto un protocollo che consente di immobilizzare sulla superficie della schiuma gli anticorpi necessari ad indirizzare correttamente il comportamento cellulare. Il metodo di funzionalizzazione messo a punto è basato su un composto pirenico, l’acido 4-(1-pirenil)-butirrico (PBA), attivato con EDC e sulpho-NHS per creare un legame con la streptavidina; la funzionalizzazione viene terminata con la biotina. Per la funzionalizzazione delle schiume sono stati scelti due anticorpi specifici: αCD3 e αCD28, e dei modelli di confronto costituiti da una stimolazione con segnali solubili (forbolo-12-miristato-13-acetato- PMA, e fitoemoagglutinina- PHA). Per verificare l’attivazione delle cellule, è stato proposto un protocollo di valutazione dell’aumento di produzione dell’interleuchina-2 (IL-2) tramite reazione a catena della polimerasi (PCR), utilizzando come modello cellulare la linea Jurkat E6.1.