Background: Recently, cancer immunotherapy has become standard for cancer treatment. Immunotherapy not only treats primary tumors, but also prevents metastasis and recurrence, representing a major advantage over conventional cancer treatments. However, existing cancer immunotherapies have limited clinical benefits because cancer antigens are often not effectively delivered to immune cells. Furthermore, unlike lymphoma, solid tumors evade anti-cancer immunity by forming an immune-suppressive tumor microenvironment (TME). One approach for overcoming these limitations of cancer immunotherapy involves nanoparticles based on biomaterials. Main body: Here, we review in detail recent trends in the use of nanoparticles in cancer immunotherapy. First, to illustrate the unmet needs for nanoparticles in this field, we describe the mechanisms underlying cancer immunotherapy. We then explain the role of nanoparticles in the delivery of cancer antigens and adjuvants. Next, we discuss how nanoparticles can be helpful within the immune-suppressive TME. Finally, we summarize current and future uses of nanoparticles with image-guided interventional techniques in cancer immunotherapy. Conclusion: Recently developed approaches for using nanoparticles in cancer immunotherapy have enormous potential for improving cancer treatment. Cancer immunotherapy based on nanoparticles is anticipated not only to overcome the limitations of existing immunotherapy, but also to generate synergistic effects via cooperation between nanoparticles and immune cells.
A breakthrough in immunotherapy has changed the outlook for metastatic colorectal cancer (mCRC) treatment as the immune surveillance evasion mechanism of tumor cells has been continuously elucidated. Immune checkpoint inhibitors (ICI), such as pembrolizumab, nivolumab, and ipilimumab, which block immune checkpoint receptors or ligands have been approved for the treatment of mismatch repair deficient (dMMR)/microsatellite instability-high (MSI-H) mCRC based on numerous clinical studies. However, 50% of dMMR/MSI-H mCRC and most mismatch repair proficient/microsatellite stable mCRC remained unresponsive to current immunotherapy. Clinical trials on combination therapy that adds various treatments, such as target agents, chemotherapy, or radiation therapy to ICI, have been actively conducted to overcome this immunotherapy limitation. Further studies on safety and efficacy are needed although several trials presented promising data. Additionally, dMMR/MSI-H, tumor mutation burden, and programmed cell death ligand-1 expression have been studied as biomarkers for predicting the treatment response to immunotherapy, but the discovery and validation of more sensitively predictable biomarkers remained necessary. Thus, this study aimed to review recent studies on immunotherapy in mCRC, summarize the efficacy and limitation of immunotherapy, and describe the biomarkers that predict treatment response.
Food allergy is common and sometimes life threatening for Korean children. The current standard treatment of allergen avoidance and self-injectable epinephrine does not change the natural course of food allergy. Recently, oral, sublingual, and epicutaneous immunotherapies have been studied for their effectiveness against food allergy. While various rates of desensitization (36% to 100%) and tolerance (28% to 75%) have been induced by immunotherapies for food allergy, no single established protocol has been shown to be both effective and safe. In some studies, immunologic changes after immunotherapy for food allergy have been revealed. Adverse reactions to these immunotherapies have usually been localized, but severe systemic reactions have been observed in some cases. Although immunotherapy cannot be recommended for routine practice yet, results from recent studies demonstrate that immunotherapies are promising for the treatment of food allergy.
Cho, Hee Jun;Oh, Byung Moo;Kim, Jong-Tae;Lim, Jeewon;Park, Sang Yoon;Hwang, Yo Sep;Baek, Kyoung Eun;Kim, Bo-Yeon;Choi, Inpyo;Lee, Hee Gu
Journal of Microbiology and Biotechnology
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v.29
no.2
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pp.304-310
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2019
Interleukin-21 is a common ${\gamma}$-chain cytokine that controls the immune responses of B cells, T cells, and natural killer cells. Targeting IL-21 to strengthen the immune system is promising for the development of vaccines as well as anti-infection and anti-tumor therapies. However, the practical application of IL-21 is limited by the high production cost. In this study, we improved IL-21 production by codon optimization and selection of appropriate signal peptide in CHO-K1 cells. Codon-optimized or non-optimized human IL-21 was stably transfected into CHO-K1 cells. IL-21 expression was 10-fold higher for codon-optimized than non-optimized IL-21. We fused five different signal peptides to codon-optimized mature IL-21 and evaluated their effect on IL-21 production. The best result (a 3-fold increase) was obtained using a signal peptide derived from human azurocidin. Furthermore, codon-optimized IL-21 containing the azurocidin signal peptide promoted $IFN-{\gamma}$ secretion and STAT3 phosphorylation in NK-92 cells similar to codon-optimized IL-21 containing original signal peptide. Collectively, these results indicate that codon optimization and azurocidin signal peptides provide an efficient approach for the high-level production of IL-21 as a biopharmaceutical.
Young-Ju Kang;Hee Jun Cho;Yunhee Lee;Arum Park;Mi Jeong Kim;In Cheul Jeung;Yong-Wook Jung;Haiyoung Jung;Inpyo Choi;Hee Gu Lee;Suk Ran Yoon
IMMUNE NETWORK
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v.23
no.2
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pp.14.1-14.14
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2023
Immune status including the immune cells and cytokine profiles has been implicated in the development of endometriosis. In this study, we analyzed Th17 cells and IL-17A in peritoneal fluid (PF) and endometrial tissues of patients with (n=10) and without (n=26) endometriosis. Our study has shown increased Th17 cell population and IL-17A level in PF with endometriosis patients. To determine the roles of IL-17A and Th17 cells in the development of endometriosis, the effect of IL-17A, major cytokine of Th17, on endometrial cells isolated from endometriotic tissues was examined. Recombinant IL-17A promoted survival of endometrial cells accompanied by increased expression of anti-apoptotic genes, including Bcl-2 and MCL1, and the activation of ERK1/2 signaling. In addition, treatment of IL-17A to endometrial cells inhibited NK cell mediated cytotoxicity and induced HLA-G expression on endometrial cells. IL-17A also promoted migration of endometrial cells. Our data suggest that Th17 cells and IL-17A play critical roles in the development of endometriosis by promoting endometrial cell survival and conferring a resistance to NK cell cytotoxicity through the activation of ERK1/2 signaling. Targeting IL-17A has potential as a new strategy for the treatment of endometriosis.
Cancer is one of the leading causes of death worldwide and the number of cancer patients is expected to continuously increase in the future. Traditional cancer therapies focus on inhibiting cancer growth while largely ignoring the contribution of the immune system in eliminating cancer cells. Recently, better understanding of immunological mechanisms pertaining to cancer progress has led to development of several immunotherapies, which revolutionized cancer treatment. Nonetheless, only a small proportion of cancer patients respond to immunotherapy and maintain a durable response. Among multiple factors contributing to the variability of immunotherapy response rates, commensal microbiota inhabiting patients have been identified as one of the most critical factors determining the success of immunotherapy. The functional diversity of microbiota differentially affects the host immune system and controls the efficacy of immunotherapy in individual cancer patients. Moreover, clinical studies have demonstrated that changing the gut microbiota composition by fecal microbiota transplantation in patients who failed a previous immunotherapy converts them to responders of the same therapy. Consequently, both academic and industrial researchers are putting extensive efforts to identify and develop specific bacteria or bacteria mixtures for cancer immunotherapy. In this review, we will summarize the immunological roles of commensal microbiota in cancer treatment and give specific examples of bacteria that show anticancer effect when administered as a monotherapy or as an adjuvant agent for immunotherapy. We will also list ongoing clinical trials testing the anticancer effect of commensal bacteria.
Purpose: Sublingual immunotherapy is currently promoted by various companies, with administration schedules variable in the different products even though almost all are standardized immunologically. So, this study was planned to examine the efficacy of simple nondaily dosing of sublingual immunotherapy instead of the widely used daily schedule. Materials and Methods: Fifty-two patients with allergic rhinitis and bronchial asthma were enrolled. Sublingual immunotherapy (manufactured at the allergen immunotherapy preparation unit at Mansoura University) was given in suitable bottles with a dropper mechanism that permits comfortable dosing under the tongue. The physician recommended that the patient put the drops under his/her tongue and leave the drops beneath the tongue for 2 minutes before swallowing. This was repeated every 3 days, with the drop number and concentration gradually rising. Results: After 2 months of follow-up, 65.8% responded partially to the symptom score and 26.3% responded completely to the medication score. There was a significant decline in the symptom and medication scores from the baseline scores (p<0.0001). After 4 months of follow-up, 95.8% responded partially to symptom scores and no one has not responded; 54.2% responded completely to medication scores; and 81% of studied patients had no side effects. However, the most frequent side effect was a sore throat. Conclusion: Our nondaily schedule of sublingual immunotherapy is tolerable, safe, and effective in patients with allergic rhinitis and bronchial asthma.
It has well reported that host immune system is closely related to cancer growth and eradication. Among cancer immunotherapy, cancer vaccine is focused on this review. Cancer vaccine is using host immune system against various tumor antigens to treat cancer. We discuss the classification and characteristics of the preventive vaccine, therapeutic vaccine and combination cancer immunotherapy.
Purpose: Food Allergen Immunotherapy (Oral) is a form of immunotherapy administered to patients who are allergic to foods such as egg, milk, and peanut. The food allergen is orally administered to the patient in an escalating dose for desensitization or tolerance development. The safety and effectiveness of the therapy were assessed using a systematic literature review and meta-analysis. Methods: For a literature search, 8 national databases and a number of international databases including Ovid-MEDLINE, Ovid-EMBASE, and Cochrane Library were used; and 13 articles (all from international databases) were selected. The target of Food Allergen Immunotherapy (Oral) included patients with food allergy, and the intervention was food allergen immunotherapy without limiting the food type. The safety and effectiveness of Food Allergen Immunotherapy (Oral) were assessed by reviewing all the articles reporting on the therapy. The control group received standard therapies including aversion therapy, no treatment, anti-histamine treatment, and placebo. Safety was assessed through the incidence of complication and emergency medication. Effectiveness was assessed based on therapy success rate, symptomatic improvement, and quality of life. Results: Although Food Allergen Immunotherapy (Oral) was shown to have successful desensitization in patients with food allergy, the safety of the technique has not yet reached an acceptable level; the possible reason is due to the high rate of complication and frequency of emergency medication. Also, each study employed varying protocols while relying on a small number of participants and a short monitoring period. Conclusion: The results of assessment suggest that the level of evidence from current literature review is low and further research is necessitated for the verification of the safety and effectiveness of the therapy (Grade of Recommendation: A; Level of Technology: II-b).
Park, Yeong-Min;Lee, Seung Jun;Kim, Young Seob;Lee, Moon Hee;Cha, Gil Sun;Jung, In Duk;Kang, Tae Heung;Han, Hee Dong
IMMUNE NETWORK
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v.13
no.5
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pp.177-183
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2013
Development of nano-sized carriers including nanoparticles, nanoemulsions or liposomes holds great potential for advanced delivery systems for cancer immunotherapy, as such nanostructures can be used to more effectively manipulate or deliver immunologically active components to specific target sites. Successful development of nanotechnology based platform in the field of immunotherapy will allow the application of vaccines, adjuvants and immunomodulatory drugs that improve clinical outcomes for immunological diseases. Here, we review current nanoparticle-based platforms in the efficacious delivery of vaccines in cancer immunotherapy.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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