BR112021007508A2 - method for engineering a biological target, composition, cell activation method and microfluidic devices - Google Patents

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Abstract

MÉTODO PARA MODIFICAR POR ENGENHARIA UM ALVO BIOLÓGICO, COMPOSIÇÃO, MÉTODO DE ATIVAÇÃO DE CÉLULAS E DISPOSITIVOS MICROFLUÍDICOS. Métodos para produzir exossomos modificados por engenharia e outros alvos biológicos semelhantes a vesículas em um dispositivo microfluídico, incluindo permitir que uma estrutura semelhante a uma vesícula alvo reaja e se ligue a partículas imunomagnéticas; capturar o complexo de partícula/ vesícula imunomagnético aplicando um campo magnético; adicionalmente modificar por engenharia as vesículas capturadas por modificação de superfície com porções ativas adicionais ou carregamento interno com agentes ativos; e liberar as estruturas semelhantes a vesículas modificadas por engenharia, tal como clivando fotoliticamente uma ligação entre a partícula e as estruturas semelhantes a vesículas modificadas por engenharia, liberando assim estruturas semelhantes a vesículas intactas que podem atuar como veículos de entrega para tratamentos terapêuticos.METHOD FOR ENGINEERING MODIFIED A BIOLOGICAL TARGET, COMPOSITION, CELL ACTIVATION METHOD AND MICROFLUID DEVICES. Methods for producing engineered exosomes and other vesicle-like biological targets in a microfluidic device, including allowing a target vesicle-like structure to react and bind to immunomagnetic particles; capture the immunomagnetic particle/vesicle complex by applying a magnetic field; further engineering the captured vesicles by surface modification with additional active portions or internal loading with active agents; and releasing the engineered vesicle-like structures, such as photolytically cleaving a bond between the particle and the engineered vesicle-like structures, thereby releasing intact vesicle-like structures that can act as delivery vehicles for therapeutic treatments.

Description

“MÉTODO PARA MODIFICAR POR ENGENHARIA UM ALVO BIOLÓGICO, COMPOSIÇÃO, MÉTODO DE ATIVAÇÃO DE CÉLULAS E DISPOSITIVOS MICROFLUÍDICOS”"METHOD FOR ENGINEERING MODIFIED A BIOLOGICAL TARGET, COMPOSITION, CELL ACTIVATION METHOD AND MICROFLUID DEVICES" REFERÊNCIA CRUZADA À PEDIDOS RELACIONADOSCROSS REFERENCE TO RELATED ORDERS

[001] O presente pedido reivindica o benefício prioritário do Pedido de Patente Provisório dos EUA No. de série 62/748,470, depositado em 21 de outubro de 2018, intitulado CAPTURA, CARREGAMENTO E FOTO-[001] This application claims priority benefit of US Provisional Patent Application Serial No. 62/748,470, filed October 21, 2018, entitled CAPTURE, LOAD AND PHOTO-

LANÇAMENTO MICROFLUÍDICO SOB DEMANDA DE VESÍCULASMICROFLUID RELEASE ON VESICULAR DEMAND

EXTRACELULARES E EXOSSOMOS COMO PLATAFORMA DE ENTREGA DE VACINAS, incorporado por referência em sua totalidade neste documento.EXTRACELLULARS AND EXOSOMES AS A VACCINE DELIVERY PLATFORM, incorporated by reference in its entirety herein.

PESQUISA OU DESENVOLVIMENTO PATROCINADO FEDERALMENTEFEDERALLY SPONSORED RESEARCH OR DEVELOPMENT

[002] Esta invenção foi realizada com o apoio do governo em 2017- 67021-26600 concedido pelo USDA National Institute of Food and Agriculture e GM103638 concedido pelo National Institutes of Health. O governo tem certos direitos sobre a invenção.[002] This invention was made with government support in 2017-67021-26600 awarded by the USDA National Institute of Food and Agriculture and GM103638 awarded by the National Institutes of Health. The government has certain rights in the invention.

LISTAGEM DE SEQUÊNCIASSEQUENCE LISTING

[003] O pedido a seguir contém uma listagem de sequências em formato legível por computador (CRF), enviada como um arquivo de texto em formato ASCII intitulado “Sequence_Listing”, criado em 21 de outubro de 2019, como 12 KB. O conteúdo do CRF é aqui incorporado por referência.[003] The following order contains a string listing in computer-readable format (CRF), submitted as an ASCII-formatted text file titled "Sequence_Listing", created October 21, 2019, as 12 KB. The content of the CRF is incorporated herein by reference.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION CAMPO DA INVENÇÃOFIELD OF INVENTION

[004] A divulgação geralmente se refere a dispositivos microfluídicos e métodos para a coleta de transportadores intactos ou veículos de entrega para entrega de terapêuticos bioativos, como peptídeos ou proteínas, nucleotídeos e outros agentes ativos (por exemplo, produtos químicos e drogas).[004] The disclosure generally refers to microfluidic devices and methods for collecting intact carriers or delivery vehicles for delivering bioactive therapeutics such as peptides or proteins, nucleotides and other active agents (eg, chemicals and drugs).

DESCRIÇÃO DA ARTE RELACIONADADESCRIPTION OF RELATED ART

[005] Entre todas as células e nanopartículas entregáveis,[005] Among all deliverable cells and nanoparticles,

vesículas extracelulares derivadas de células vivas, especialmente exossomos na faixa de tamanho nano de 30 ~ 150 nm, têm mostrado papéis importantes nas comunicações intercelulares nas últimas décadas. Os exossomos derivados de células do sistema imunológico foram bem documentados na regulação da estimulação ou supressão imunológica, levando à patologia inflamatória, autoimunológica e infecciosa. A formação de exossomos começa com a criação de endossomos como vesículas intracelulares. Os exossomos são diferentes de outras microvesículas derivadas de membrana por se originarem de corpos multivesiculares (MVBs) para a secreção celular. Portanto, os exossomos contêm proteínas e ácidos nucléicos específicos e representam seu status e funções da célula-mãe no momento da formação nas células parentais. Entre muitos subtipos de exossomos, os exossomos imunogênicos com uma carga útil intrínseca de moléculas MHC de classe I e II e outras moléculas coestimulatórias são capazes de mediar respostas imunológicas, o que abre oportunidades para o desenvolvimento de novas plataformas de entrega que podem ser usadas para vacinas de câncer, entrega de imunoterapia e outra entrega associada ao transporte in vivo.living cell-derived extracellular vesicles, especially exosomes in the nano-size range of 30 ~ 150 nm, have shown important roles in intercellular communications in recent decades. Exosomes derived from immune system cells have been well documented in regulating immune stimulation or suppression, leading to inflammatory, autoimmune, and infectious pathology. The formation of exosomes begins with the creation of endosomes as intracellular vesicles. Exosomes are different from other membrane-derived microvesicles in that they originate from multivesicular bodies (MVBs) for cell secretion. Therefore, exosomes contain specific proteins and nucleic acids and represent their mother cell status and functions at the time of formation in the parent cells. Among many subtypes of exosomes, immunogenic exosomes with an intrinsic payload of class I and II MHC molecules and other costimulatory molecules are capable of mediating immune responses, which opens up opportunities for the development of new delivery platforms that can be used to cancer vaccines, immunotherapy delivery and other delivery associated with in vivo transport.

[006] Em comparação com outros sistemas de entrega de tamanho nanométrico, como lipídios, polímeros, ouro e material de sílica, os exossomos são derivados de células vivas, nano-transportadores altamente biocompatíveis com carga útil intrínseca e exibem flexibilidade muito mais forte no carregamento de antígenos desejados para entrega eficaz. Os exossomos também eliminam as respostas alergênicas sem a preocupação de carregar fatores virulentos e evitam a degradação ou perda durante a entrega. No entanto, o desenvolvimento de vacinas baseadas em exossomos é dificultado por dificuldades técnicas substanciais na obtenção de exossomos imunogênicos puros. Os diversos subtipos de exossomos podem confundir a investigação sobre a diferenciação de diferentes mensagens celulares. Por outro lado, a engenharia molecular de exossomos através da superfície da membrana ou do carregamento interno pode fornecer uma fonte inexplorada para o desenvolvimento de novos exossomos antigênicos.[006] Compared to other nano-sized delivery systems such as lipids, polymers, gold and silica material, exosomes are derived from living cells, highly biocompatible nano-carriers with intrinsic payload and exhibit much stronger flexibility in loading of desired antigens for effective delivery. Exosomes also eliminate allergen responses without worrying about carrying virulent factors and prevent degradation or loss during delivery. However, the development of vaccines based on exosomes is hampered by substantial technical difficulties in obtaining pure immunogenic exosomes. The different subtypes of exosomes can confound research into the differentiation of different cellular messages. On the other hand, molecular engineering of exosomes through the membrane surface or internal charge may provide an unexplored source for the development of new antigenic exosomes.

[007] Os exossomos modificados pela bioengenharia como veículos de entrega emergentes ganharam atenção substancial no desenvolvimento de uma nova geração de vacinas contra o câncer, incluindo o recente ensaio de fase II usando exossomos derivados de IFN-DC carregados com antígenos cancerígenos restritos a MHC I/II para promover respostas imunológicas baseadas em células T e células natural killer (NK) em pacientes com câncer de pulmão de células não pequenas. Infelizmente, as abordagens atuais de engenharia de exossomos, como a transfecção ou extrusão de células parentais e a permeabilização da membrana de exossomos secretados, sofrem de baixo rendimento, baixa pureza e operações demoradas. Há uma necessidade de métodos de produção de exossomos para resolver esse problema de gargalo. Devido às características intrínsecas de automação e transporte de massa de alta eficiência, os sistemas microfluídicos superam muitas desvantagens dos sistemas de bancada e apresentam desempenho superior no isolamento, detecção e perfil molecular de exossomos. No entanto, a engenharia molecular de exossomos usando plataforma microfluídica não foi explorada. Atualmente, o trabalho mais relatado sobre o processamento de exossomos é de pequena qualidade ou ligado a superfícies/ partículas sólidas, e eles são incapazes de permanecer intactos para preparações terapêuticas posteriores.[007] Bioengineered-modified exosomes as emerging delivery vehicles have gained substantial attention in the development of a new generation of cancer vaccines, including the recent phase II trial using IFN-DC-derived exosomes loaded with MHC I-restricted cancer antigens /II to promote immune responses based on T cells and natural killer (NK) cells in patients with non-small cell lung cancer. Unfortunately, current exosome engineering approaches, such as transfection or extrusion of parental cells and membrane permeabilization of secreted exosomes, suffer from low yields, low purity and time-consuming operations. There is a need for exosome production methods to solve this bottleneck problem. Due to the intrinsic characteristics of automation and high-efficiency mass transport, microfluidic systems overcome many disadvantages of benchtop systems and provide superior performance in isolation, detection and molecular profiling of exosomes. However, molecular engineering of exosomes using a microfluidic platform has not been explored. Currently, the most reported work on processing exosomes is of poor quality or bonded to solid surfaces/particles, and they are unable to remain intact for further therapeutic preparations.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃOBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

[008] Métodos e dispositivos microfluídicos são descritos neste documento para projetar uma variedade de transportadores biológicos ou veículos de distribuição, tais como células, vesículas extracelulares e exossomos e membranas ou partículas de lipídios e partículas de polímero. Esses transportadores podem ser capturados usando os métodos e dispositivos inventivos, carregados com agentes ativos (tanto modificados na superfície ou encapsulados) e, em seguida, liberados como transportadores intactos, projetados para entregar uma variedade de compostos terapêuticos e agentes bioativos. Os transportadores projetados podem ser usados para diagnósticos, prognósticos, ensaios complementares, produtos farmacêuticos e terapêuticos, imunoterapia e distribuição de vacinas e distribuição de tecidos e outros usos associados ao transporte in vivo de agentes ativos. As formas de realização aqui descritas são exemplificadas em relação aos exossomos. No entanto, será apreciado que os exossomos representam um alvo biológico particularmente desafiador, de modo que se prevê que a plataforma pode ser aplicada a outras estruturas semelhantes – estruturas vesiculares ou semelhantes a vesículas caracterizadas por um núcleo líquido e membrana ou bicamada – incluindo células (incluindo células T), microssomas e semelhantes. Esses alvos biológicos, que são então projetados em transportadores ou veículos de entrega, também podem ser caracterizados como nano-transportadores.[008] Microfluidic methods and devices are described in this document to design a variety of biological carriers or delivery vehicles, such as cells, extracellular vesicles and exosomes and membranes or lipid particles and polymer particles. These carriers can be captured using the inventive methods and devices, loaded with active agents (either surface-modified or encapsulated) and then released as intact carriers designed to deliver a variety of therapeutic compounds and bioactive agents. Engineered carriers can be used for diagnostics, prognostics, supplemental assays, pharmaceuticals and therapeutics, immunotherapy and vaccine delivery and tissue delivery, and other uses associated with the in vivo delivery of active agents. The embodiments described herein are exemplified with respect to exosomes. However, it will be appreciated that exosomes represent a particularly challenging biological target, so it is anticipated that the platform can be applied to other similar structures – vesicular or vesicle-like structures characterized by a liquid nucleus and membrane or bilayer – including cells ( including T cells), microsomes and the like. These biological targets, which are then engineered into transporters or delivery vehicles, can also be characterized as nano-carriers.

[009] São fornecidos aqui os dispositivos analíticos microfluídicos e o método de captura sob demanda, carregamento e foto-liberação de nano- transportadores projetados intactos. Os dispositivos microfluídicos podem permitir a coleta em tempo real e modificação antigênica de vesículas extracelulares, particularmente exossomos, com subsequente liberação de exossomos intactos a jusante sob demanda. Também são divulgadas nanopartículas magnéticas funcionalizadas com sondas de afinidade foto- cliváveis (frações ativas) para capturar e liberar exossomos positivos de MHC-I sob demanda por meio de um gatilho de luz. A sonda de afinidade pode incluir um peptídeo antigênico, anticorpo, aptâmero, nanocorpo e outras sondas baseadas em afinidade. A foto-liberação dos exossomos modificados/ carregados nos dispositivos microfluídicos pode ser bem controlada espacialmente e temporalmente com 95% ou mais de eficiência.[009] Provided here are microfluidic analytical devices and the method of on-demand capture, loading and photo-release of engineered intact nano-carriers. Microfluidic devices can allow real-time collection and antigenic modification of extracellular vesicles, particularly exosomes, with subsequent release of intact exosomes downstream on demand. Also disclosed are magnetic nanoparticles functionalized with photocleavable affinity probes (active fractions) to capture and release positive MHC-I exosomes on demand via a light trigger. The affinity probe can include an antigenic peptide, antibody, aptamer, nanobody, and other affinity-based probes. Photo-release of the modified/charged exosomes in microfluidic devices can be well spatially and temporally controlled with 95% or more efficiency.

Tal sistema de cultura de células microfluídicas em linha de fluxo funcional permite a engenharia antigênica de exossomos, seja por meio da mediação do crescimento de suas células parentais usando estímulos, ou por engenharia molecular direta na superfície dos exossomos produzidos.Such a functional flow-line microfluidic cell culture system allows for antigenic engineering of exosomes, either by mediating the growth of their parental cells using stimuli, or by direct molecular engineering on the surface of the produced exosomes.

A heterogeneidade dos subtipos de exossomos foi encontrada na mesma população de células parentais.Heterogeneity of exosome subtypes was found in the same population of parental cells.

Os subtipos liberados de exossomos contêm propriedades moleculares e biológicas distintas para regulação celular diferente.Subtypes released from exosomes contain distinct molecular and biological properties for different cellular regulation.

Os métodos divulgados podem capturar, carregar e liberar subtipos específicos de exossomos com funções terapêuticas mais direcionadas.The disclosed methods can capture, carry and release specific exosomal subtypes with more targeted therapeutic functions.

Os transportadores que podem ser usados neste método divulgado para captura, carregamento e liberação incluem células,Carriers that can be used in this disclosed method for capture, loading and release include cells,

vesículas extracelulares e exossomos, e partículas de membrana ou de lipídios e partículas de polímero, que podem encapsular drogas (compostos de moléculas pequenas), genes e terapêuticos bioativos.extracellular vesicles and exosomes, and membrane particles or lipids and polymer particles, which can encapsulate drugs (small molecule compounds), genes, and bioactive therapeutics.

A prova de conceito com vários peptídeos antigênicos tumorais (por exemplo, gp-100, MAGE-A3 e MART-Proof of concept with various tumor antigenic peptides (eg gp-100, MAGE-A3 and MART-

1) que são comumente usados no desenvolvimento de vacinas contra o câncer,1) which are commonly used in the development of cancer vaccines,

mas difíceis de administrar devido à degradação, foram demonstradas aqui.but difficult to manage due to degradation, have been demonstrated here.

Os dispositivos microfluídicos mostram alta eficiência na engenharia de exossomos imunogênicos (MHC I+), enquanto isso, foto-libera os exossomos funcionais intactos a jusante.Microfluidic devices show high efficiency in engineering immunogenic exosomes (MHC I+), while photo-releasing intact functional exosomes downstream.

A absorção celular de exossomos modificados por engenharia por células apresentadoras de antígeno também foi demonstrada, o que exibiu capacidade de internalização muito melhorada em comparação com exossomos não modificados por engenharia.Cellular uptake of engineered exosomes by antigen-presenting cells was also demonstrated, which exhibited greatly improved internalization capability compared to unengineered exosomes.

Em particular, os exossomos modificados por engenharia mostram uma taxa de ativação significativamente maior (pelo menosIn particular, engineered exosomes show a significantly higher activation rate (at least

30%) para células T de ativação desafiando as células T CD8 purificadas do baço de 2 camundongos transgênicos Pmel1, do que os exossomos não modificados por engenharia.30%) for activating T cells challenging purified CD8 T cells from the spleen of 2 Pmel1 transgenic mice, than unengineered exosomes.

Também avaliamos o grau de potência de exossomos imunogênicos modificados por engenharia com peptídeo antimicrobiano para estimular células T ex vivo usando camundongos transgênicos para o tratamento de infecções por vírus sincicial respiratório bovino (BRSV). Os exossomos modificados por engenharia com o peptídeo de direcionamento de BRSV (Peptídeo 4: peptídeo M187-195 NAITNAKII, SEQ ID NO: 4) têm a capacidade de ativar células T específicas de BRSV M na presença de células dendríticas ativadas.We also evaluated the potency of immunogenic exosomes engineered with antimicrobial peptide to stimulate T cells ex vivo using transgenic mice for the treatment of bovine respiratory syncytial virus (BRSV) infections. Exosomes engineered with the BRSV targeting peptide (Peptide 4: peptide M187-195 NAITNAKII, SEQ ID NO: 4) have the ability to activate BRSV M-specific T cells in the presence of activated dendritic cells.

[0010] Consequentemente, os exossomos modificados por engenharia são viáveis e funcionais para aplicação em imunoterapia contra câncer e vacinação para doenças infecciosas. A plataforma microfluídica fácil e de baixo custo para a produção de vesículas modificadas por engenharia não apenas fornece uma estratégia que permite a produção de alta eficiência de vesículas terapêuticas enriquecidas e purificadas, mas também serve como uma ferramenta de investigação para a compreensão dos papéis de exossomos modificados por engenharia de peptídeo variáveis em respostas imunológicas antitumorais, imunoterapia contra o câncer e vacinação para o tratamento de infecções.[0010] Consequently, the engineered exosomes are viable and functional for application in immunotherapy against cancer and vaccination for infectious diseases. The easy and cost-effective microfluidic platform for the production of engineered-modified vesicles not only provides a strategy that allows the high-efficiency production of enriched and purified therapeutic vesicles, but also serves as a research tool for understanding the roles of exosomes modified by peptide engineering variables in anti-tumor immune responses, cancer immunotherapy and vaccination for the treatment of infections.

[0011] Em aspectos específicos, os dispositivos microfluídicos divulgados neste documento podem compreender uma câmara de cultura de células dimensionada para manter o material biológico em uma configuração tridimensional; um canal de mistura fluidamente conectado à câmara de cultura de células e compreendendo uma pluralidade de canais de entrada de amostra dispostos ao longo do canal de mistura, em que a razão de uma largura da câmara de cultura de células para a maior dimensão da seção transversal do canal de mistura é de pelo menos 5 :1; um canal de isolamento definindo um caminho para fluxo de fluido do canal de mistura para uma saída de isolamento; e uma câmara de coleta fluidamente conectada à saída de isolamento e compreendendo um ímã operativamente acoplado à câmara de coleta para produzir um campo magnético dentro da câmara de coleta.[0011] In specific aspects, the microfluidic devices disclosed in this document may comprise a cell culture chamber sized to maintain biological material in a three-dimensional configuration; a mixing channel fluidly connected to the cell culture chamber and comprising a plurality of sample inlet channels disposed along the mixing channel, wherein the ratio of a cell culture chamber width to the largest cross-sectional dimension of the mix channel is at least 5:1; an isolation channel defining a path for fluid flow from the mixing channel to an isolation outlet; and a collection chamber fluidly connected to the isolation outlet and comprising a magnet operatively coupled to the collection chamber to produce a magnetic field within the collection chamber.

[0012] Em outros aspectos, os dispositivos microfluídicos podem compreender uma câmara de cultura de células compreendendo uma entrada de cultura de células e uma saída de cultura de células; um canal de entrada de fluido e um canal de entrada de partículas, em que a saída de cultura de células, o canal de entrada de fluido e o canal de entrada de partículas convergem fluidamente em uma interseção de mistura; um canal de mistura fluidamente conectado à interseção de mistura e definindo um caminho para o fluxo de fluido da interseção de mistura para uma saída de mistura, em que a razão de uma largura da câmara de cultura de células para a maior dimensão da seção transversal do canal de mistura é de pelo menos 5 :1; e uma câmara de coleta fluidamente conectada à saída de mistura e compreendendo um ímã operativamente acoplado à câmara de coleta para produzir um campo magnético dentro da câmara de coleta. Nestes aspectos, o canal de mistura pode compreender um canal de isolamento disposto entre a interseção de mistura e a saída de mistura.[0012] In other aspects, microfluidic devices may comprise a cell culture chamber comprising a cell culture inlet and a cell culture outlet; a fluid inlet and a particle inlet, wherein the cell culture outlet, the fluid inlet, and the particle inlet fluidly converge at a mixing intersection; a mixing channel fluidly connected to the mixing intersection and defining a path for fluid flow from the mixing intersection to a mixing outlet, in which the ratio of a cell culture chamber width to the largest cross-sectional dimension of the mix channel is at least 5:1; and a collection chamber fluidly connected to the mixing outlet and comprising a magnet operatively coupled to the collection chamber to produce a magnetic field within the collection chamber. In these aspects, the mixing channel may comprise an isolation channel disposed between the mixing intersection and the mixing outlet.

[0013] O canal de isolamento nos dispositivos microfluídicos pode ter uma geometria para induzir fluxo turbulento de modo a misturar fluidos que fluem no dispositivo. Por exemplo, o canal de isolamento nos dispositivos microfluídicos pode ter uma geometria de serpentina. O canal de isolamento pode incluir ainda um ou mais domínios de constrição de canal que diminuem em largura para produzir um perfil de fluxo de vórtice local. Em certas formas de realização, o canal de isolamento pode compreender uma pluralidade de domínios de constrição de canal, de preferência pelo menos 5 domínios de constrição de canal.[0013] The isolation channel in microfluidic devices may have a geometry to induce turbulent flow so as to mix fluids flowing in the device. For example, the isolation channel in microfluidic devices can have a serpentine geometry. The isolation channel may further include one or more channel constriction domains that decrease in width to produce a local vortex flow profile. In certain embodiments, the isolation channel may comprise a plurality of channel constrain domains, preferably at least 5 channel constrain domains.

[0014] Conforme descrito neste documento, os dispositivos microfluídicos compreendem uma câmara de célula e um canal de mistura. A câmara da célula e o canal de mistura podem ter uma altura e uma largura. A altura e a largura do canal de mistura podem ser cada uma de pelo menos 50 mícrons, de preferência entre 50 e 500 mícrons. A razão da largura da câmara de cultura de células para a maior dimensão da seção transversal do canal de mistura pode ser de 5:1 a 500:1, de 5:1 a 200:1, de 5:1 a 100:1, de 5:1 a 20:1, de preferência de 6:1 a 12:1. A câmara de cultura de células pode ter um volume de cerca de 200 microlitros ou mais, de preferência de cerca de 200 microlitros a cerca de 1 mililitro.[0014] As described in this document, microfluidic devices comprise a cell chamber and a mixing channel. The cell chamber and mixing channel can have a height and a width. The height and width of the mixing channel can each be at least 50 microns, preferably between 50 and 500 microns. The ratio of the cell culture chamber width to the largest cross-sectional dimension of the mixing channel can be from 5:1 to 500:1, from 5:1 to 200:1, from 5:1 to 100:1, from 5:1 to 20:1, preferably from 6:1 to 12:1. The cell culture chamber can have a volume of about 200 microliters or more, preferably about 200 microliters to about 1 milliliter.

[0015] Os dispositivos microfluídicos divulgados neste documento podem compreender ainda uma bomba operativamente acoplada ao dispositivo.[0015] The microfluidic devices disclosed in this document may further comprise a pump operatively coupled to the device.

[0016] O pedido também divulgou o método de uso do dispositivo para captura de um alvo em uma solução de amostra, carregamento e foto- liberação sob demanda pode ser usado para coletar transportadores de entrega intactos. Esses transportadores podem ser células, vesículas extracelulares e exossomos, e partículas de membranas ou de lipídios e partículas de polímero, que podem encapsular drogas, genes e terapêuticos bioativos. Especificamente, este método integrado e contínuo de captura, carregamento e foto-liberação pode produzir os exossomos modificados por engenharia em um dispositivo microfluídico. Os métodos compreendem a introdução de uma amostra biológica contendo exossomos (ou outro alvo) em um canal de mistura e a mistura dos exossomos com partículas imunomagnéticas e um tampão de lavagem para formar uma mistura; permitir que os exossomos reajam e se liguem por afinidade às partículas imunomagnéticas; e coletar os exossomos ligados às partículas imunomagnéticas pela aplicação de um campo magnético dentro de uma câmara de coleta. O método para produzir os exossomos modificados por engenharia pode incluir a introdução de células em uma câmara de cultura de células do dispositivo microfluídico e primeiro cultivar as células em condições que permitem a liberação de exossomos. Isso pode ser feito em linha, no mesmo dispositivo microfluídico usado para captura e carregamento.[0016] The order also disclosed the method of using the device to capture a target in an on-demand sample, loading and photo-release solution can be used to collect intact delivery carriers. These transporters can be cells, extracellular vesicles and exosomes, and membrane particles or lipid and polymer particles, which can encapsulate bioactive drugs, genes and therapeutics. Specifically, this integrated, continuous method of capture, loading and photo-release can produce the engineered exosomes in a microfluidic device. The methods comprise introducing a biological sample containing exosomes (or other target) into a mixing channel and mixing the exosomes with immunomagnetic particles and a wash buffer to form a mixture; allowing exosomes to react and bind by affinity to immunomagnetic particles; and collecting exosomes bound to immunomagnetic particles by applying a magnetic field inside a collection chamber. The method for producing the engineered exosomes may include introducing cells into a microfluidic device's cell culture chamber and first culturing the cells under conditions that allow the release of exosomes. This can be done in-line, on the same microfluidic device used for capture and loading.

[0017] As células das quais os exossomos são liberados podem ser selecionadas a partir de células dendríticas, células tronco, células do sistema imunológico, células progenitoras de megacariócitos, macrófagos ou outras células vivas.[0017] The cells from which exosomes are released can be selected from dendritic cells, stem cells, immune system cells, megakaryocyte progenitor cells, macrophages or other living cells.

[0018] As partículas imunomagnéticas ligadas aos exossomos podem compreender uma partícula magnética ligada a uma sonda de afinidade para capturar exossomos por meio de uma fração que compreende um ligante fotoclivável. Conforme descrito neste documento, a sonda de afinidade para capturar exossomos pode incluir um peptídeo antígeno, anticorpo, aptâmero ou epítopo antigênico do mesmo para capturar os exossomos. Exemplos adequados de peptídeos de antígeno incluem MAGE-A3, gp-100, HER-2, p53, PSA-1 ou MART-1. A fração que compreende o ligante fotoclivável pode incluir biotina ligada à partícula imunomagnética e ligada na outra extremidade por meio de um ligante fotoclivável à sonda de afinidade. A sonda de afinidade tem como alvo proteínas de superfície no alvo (por exemplo, moléculas ou marcadores imunoestimuladores). Moléculas imunoestimuladoras adequadas incluem uma molécula de MHC de classe I, uma molécula de MHC de classe II, uma interleucina, TNFα, IFNγ, RANTES, G-CSF, M-CSF, IFNα, CTAPIII, ENA-78, GRO, I-309, PF-4, IP-10, LD-78, MGSA, MIP-1α, MIP-1β e suas combinações.The immunomagnetic particles attached to exosomes may comprise a magnetic particle attached to an affinity probe to capture exosomes by means of a moiety comprising a photocleavable linker. As described herein, the affinity probe to capture exosomes may include an antigenic peptide, antibody, aptamer or antigenic epitope thereof to capture the exosomes. Suitable examples of antigen peptides include MAGE-A3, gp-100, HER-2, p53, PSA-1 or MART-1. The moiety comprising the photocleavable linker may include biotin bound to the immunomagnetic particle and linked at the other end via a photocleavable linker to the affinity probe. The affinity probe targets surface proteins on the target (eg immunostimulatory molecules or markers). Suitable immunostimulatory molecules include an MHC class I molecule, an MHC class II molecule, an interleukin, TNFα, IFNγ, RANTES, G-CSF, M-CSF, IFNα, CTAPIII, ENA-78, GRO, I-309 , PF-4, IP-10, LD-78, MGSA, MIP-1α, MIP-1β and combinations thereof.

De preferência, a sonda de afinidade é ela própria uma porção antigênica (peptídeo) que se liga preferencialmente a uma proteína de superfície no alvo.Preferably, the affinity probe is itself an antigenic portion (peptide) that preferentially binds to a surface protein on the target.

[0019] Após a mistura, as partículas imunomagnéticas capturam/ ligam exossomos (ou outro alvo) na amostra. As partículas imunomagnéticas são imobilizadas no dispositivo, por exemplo, usando um ímã posicionado adjacente a uma câmara de coleta. Os complexos de esfera/ exossomo imobilizados são então lavados e incubados com solução tampão contendo frações ativas para carregamento de superfície nos exossomos capturados ou encapsulamento interno, conforme descrito em mais detalhes abaixo. Os métodos podem compreender ainda a clivagem fotolítica dos exossomos modificados capturados das partículas imunomagnéticas, liberando exossomos modificados por engenharia intactos que compreendem o agente ativo (peptídeo antígeno ou epítopo antigênico do mesmo).[0019] After mixing, the immunomagnetic particles capture/bind exosomes (or other target) in the sample. Immunomagnetic particles are immobilized on the device, for example, using a magnet positioned adjacent to a collection chamber. The immobilized bead/exosome complexes are then washed and incubated with a buffer solution containing active fractions for surface loading onto captured exosomes or internal encapsulation, as described in more detail below. The methods may further comprise photolytic cleavage of the captured modified exosomes from the immunomagnetic particles, releasing intact engineered modified exosomes that comprise the active agent (peptide antigen or antigenic epitope thereof).

[0020] Os métodos para produzir os alvos biológicos modificados por engenharia, como exossomos, podem ser realizados usando os dispositivos microfluídicos aqui divulgados. Em algumas formas de realização, os métodos são realizados em tempo real. Em uma ou mais formas de realização, os métodos são em linha de fluxos (também conhecidos como “contínuos”), de modo que a captura, o carregamento e a liberação do alvo biológico ocorram no mesmo dispositivo/ recipiente (ou seja, sem ter que transferir ou mover entre recipientes ou tubos de reação, mas em linha ao longo de um canal microfluídico e câmara de captura/ modificação por engenharia em linha). Assim, cada uma das etapas pode ser realizada consecutivamente, uma após a outra, usando as várias entradas que convergem em um único canal microfluídico e, de preferência, substancialmente imediatamente uma após a outra. Em outras palavras, o método envolve o carregamento de esferas imunomagnéticas, seguido imediatamente ou quase simultaneamente com o carregamento da amostra, seguido pelo carregamento dos agentes ativos a serem anexados ou carregados dentro do alvo capturado. Cada componente carregado no dispositivo microfluídico converge das respectivas entradas em um único canal microfluídico, seguido por retenção “automática” na câmara de captura/ modificação por engenharia a jusante da entrada pelo ímã posicionado adjacente à câmara. À medida que a mistura de fluido flui pelo canal e depois pela câmara, as respectivas reações ocorrem em tempo real (ou seja, captura e carregamento). A aplicação de luz na câmara pode, então, liberar o alvo modificado por engenharia. Será apreciado que o processo em linha de fluxo é muito mais rápido do que os métodos de bancada tradicionais. De preferência, o processo de carregamento de amostra/ esfera nas respectivas entradas para coleta do liberado na saída, o alvo modificado por engenharia pode ser concluído em aproximadamente 2 horas no total, mais preferencialmente em aproximadamente 90 minutos, e mais preferencialmente em aproximadamente 1 hora.[0020] Methods to produce the engineered biological targets such as exosomes can be performed using the microfluidic devices disclosed herein. In some embodiments, the methods are performed in real time. In one or more embodiments, the methods are in-line flows (also known as "continuous"), so that the capture, loading, and release of the biological target occur in the same device/container (i.e., without having transfer or move between vessels or reaction tubes, but in-line along a microfluidic channel and in-line engineering capture/modification chamber). Thus, each of the steps can be carried out consecutively, one after the other, using the various inputs that converge in a single microfluidic channel and, preferably, substantially immediately one after the other. In other words, the method involves loading the immunomagnetic beads, followed immediately or almost simultaneously with loading the sample, followed by loading the active agents to be attached or loaded into the captured target. Each component loaded into the microfluidic device converges from its respective inlets into a single microfluidic channel, followed by “automatic” retention in the capture chamber/engineered modification downstream of the inlet by the magnet positioned adjacent to the chamber. As the fluid mixture flows through the channel and then through the chamber, the respective reactions take place in real time (ie capture and loading). Applying light to the chamber can then release the engineered target. It will be appreciated that the in-line flow process is much faster than traditional bench top methods. Preferably, the sample/ball loading process at the respective inlets to collect the release at the outlet, the engineered modified target can be completed in approximately 2 hours in total, more preferably in approximately 90 minutes, and most preferably in approximately 1 hour .

[0021] Composições compreendendo exossomos modificados por engenharia, particularmente complexos de exossomos imunogênicos também são divulgadas. O complexo de exossomo imunogênico pode compreender um peptídeo antigênico ou seu epítopo antigênico conjugado a uma superfície de um exossomo, em que o complexo de exossomo imunogênico ativa a célula T em pelo menos 30% em comparação com um exossomo nativo. O carregamento antigênico de tal peptídeo antigênico ou epítopos antigênicos pode ser realizado após a mistura e captura de exossomos para revestir completamente a superfície do exossomo com peptídeos antigênicos. As composições podem ser preparadas usando os métodos aqui divulgados. Por conseguinte, o complexo de exossomo imunogênico preparado por um processo que compreende a introdução de células em uma câmara de cultura de células de um dispositivo microfluídico; o cultivo das células sob condições que permitem a liberação de exossomos modificados por engenharia; a introdução dos exossomos modificados por engenharia em um canal de mistura e a mistura dos exossomos modificados por engenharia com partículas imunomagnéticas e um tampão de lavagem para formar uma mistura para captura/ ligação de exossomos; em seguida, a aplicação de um campo magnético dentro de uma câmara de coleta para coletar os exossomos isolados, permitindo reagir com o tampão de carregamento contendo peptídeos antigênicos para formar um complexo de exossomos imunogênicos ; e a aplicação de luz ultravioleta para quebrar o ligante foto-clivável para coletar o complexo de exossomo imunogênico na saída do dispositivo microfluídico.[0021] Compositions comprising engineered exosomes, particularly complexes of immunogenic exosomes are also disclosed. The immunogenic exosome complex may comprise an antigenic peptide or its antigenic epitope conjugated to a surface of an exosome, wherein the immunogenic exosome complex activates the T cell by at least 30% compared to a native exosome. Antigenic loading of such antigenic peptide or antigenic epitopes can be performed after mixing and capturing exosomes to completely coat the exosome surface with antigenic peptides. Compositions can be prepared using the methods disclosed herein. Therefore, the immunogenic exosome complex prepared by a process comprising introducing cells into a cell culture chamber of a microfluidic device; culturing the cells under conditions that allow the release of engineered exosomes; introducing the engineered exosomes into a mixing channel and mixing the engineered exosomes with immunomagnetic particles and a wash buffer to form a mixture for capturing/binding exosomes; then, the application of a magnetic field inside a collection chamber to collect the isolated exosomes, allowing it to react with the loading buffer containing antigenic peptides to form a complex of immunogenic exosomes; and the application of ultraviolet light to break the photo-cleavable ligand to collect the immunogenic exosome complex at the exit of the microfluidic device.

[0022] As composições farmacêuticas que compreendem o complexo de exossomo imunogênico também são divulgadas. Os alvos de carregamento podem ser drogas, genes e terapêuticos bioativos. Métodos de tratamento de doenças em um sujeito compreendendo a administração ao sujeito de uma composição farmacêutica compreendendo um complexo de exossomo imunogênico são divulgados. Em certas formas de realização, a doença pode ser uma infecção. Em alguns exemplos, a doença pode ser câncer.[0022] Pharmaceutical compositions comprising the immunogenic exosome complex are also disclosed. Loading targets can be drugs, genes and bioactive therapeutics. Methods of treating diseases in a subject comprising administering to the subject a pharmaceutical composition comprising an immunogenic exosome complex are disclosed. In certain embodiments, the disease can be an infection. In some instances, the disease could be cancer.

Quando a doença a ser tratada é o câncer, os métodos podem incluir ainda a administração de um agente quimioterápico.When the disease to be treated is cancer, methods may also include administering a chemotherapeutic agent.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0023] O arquivo de patente ou pedido contém pelo menos um desenho executado em cores. Cópias desta publicação de patente ou pedido de patente com desenho(s) colorido(s) serão fornecidas pelo Instituto mediante solicitação e pagamento da taxa necessária.[0023] The patent file or application contains at least one drawing executed in color. Copies of this patent publication or patent application with color drawing(s) will be provided by the Institute upon request and payment of the necessary fee.

[0024] A Figura 1 ilustra (A) esferas imunomagnéticas misturados com uma solução de amostra, (B) captura de alvos em uma solução de amostra usanda esferas imunomagnéticas; e (C) carregamento de agentes antigênicos ou ativos sobre ou dentro do alvo capturado.[0024] Figure 1 illustrates (A) immunomagnetic beads mixed with a sample solution, (B) capturing targets in a sample solution using immunomagnetic beads; and (C) loading antigenic or active agents onto or into the captured target.

[0025] A Figura 2A ilustra (A) aplicação de luz ou radiação de ativação ao complexa esfera/ alvo e (B) fotoliberação de uma superfície alvo modificada por engenharia (transportada) modificada com agentes ativos ou frações antigênicas.[0025] Figure 2A illustrates (A) application of light or activating radiation to the sphere/target complex and (B) photorelease of an engineered (transported) modified target surface with active agents or antigenic fractions.

[0026] A Figura 2B ilustra (A) aplicação de luz ou radiação de ativação ao complexa esfera/ alvo, e (B) fotoliberação de um alvo modificado por engenharia (transportador) carregado com agentes ativos em seu interior.[0026] Figure 2B illustrates (A) application of light or activating radiation to the sphere/target complex, and (B) photorelease of an engineered modified target (carrier) loaded with active agents within it.

[0027] A Figura 3 é uma ilustração de uma visão geral do processo para um chip de cultura microfluídica PDMS moldado impresso em 3D para engenharia em linha de fluxo de exossomos antigênicos empregados na ativação de respostas antitumorais.[0027] Figure 3 is an illustration of a process overview for a 3D-printed molded PDMS microfluidic culture chip for in-line flow engineering of antigenic exosomes employed in activating antitumor responses.

[0028] A Figura 4 ilustra uma forma de realização de um dispositivo microfluídico.[0028] Figure 4 illustrates an embodiment of a microfluidic device.

[0029] A Figura 5 mostra imagens de (a) um canal microfluídico e fluxo; (b) mistura com microesferas; (d) morfologia das células; e (e) imagem SEM de exossomos liberados.[0029] Figure 5 shows images of (a) a microfluidic channel and flow; (b) mixing with microspheres; (d) cell morphology; and (e) SEM image of released exosomes.

[0030] A Figura 6 ilustra uma forma de realização de um dispositivo microfluídico.[0030] Figure 6 illustrates an embodiment of a microfluidic device.

[0031] A Figura 7A mostra uma ilustração de captura imunomagnética e foto-liberação sob demanda de exossomos imunogênicos positivos para MHC-I.[0031] Figure 7A shows an illustration of on-demand immunomagnetic capture and photo-release of MHC-I positive immunogenic exosomes.

[0032] A Figura 7B mostra a caracterização de três antígenos peptídicos de direcionamento a tumor conjugados com esferas imunomagnéticas foto-cliváveis para ligação e foto-liberação de exossomos imunogênicos marcados com fluorescência. O anticorpo MHC-I é usado como controle positivo para comparar a força de ligação entre exossomos positivos para MHC-I e peptídeos de direcionamento a tumor.[0032] Figure 7B shows the characterization of three tumor targeting peptide antigens conjugated to photo-cleavable immunomagnetic beads for binding and photo-release of fluorescently labeled immunogenic exosomes. The MHC-I antibody is used as a positive control to compare the binding strength between MHC-I positive exosomes and tumor targeting peptides.

[0033] A Figura 8A mostra a caracterização do desempenho da foto-liberação sob demanda de exossomos capturados a partir de esferas de captura imunomagnética. O controle positivo é um anticorpo marcado com fluorescência capturado por esferas imunomagnéticas de foto-liberação. O controle negativo são as esferas imunomagnéticas sem um ligante foto-clivável.[0033] Figure 8A shows the characterization of on-demand photo-release performance of exosomes captured from immunomagnetic capture beads. The positive control is a fluorescently labeled antibody captured by photo-release immunomagnetic beads. The negative control is the immunomagnetic beads without a photocleavable linker.

[0034] A Figura 8B mostra a imagem SEM de uma superfície de esferas imunomagnéticas de foto-liberação capturadas com exossomos.[0034] Figure 8B shows the SEM image of a surface of photo-release immunomagnetic beads captured with exosomes.

Partículas de exossomo foram vistas em forma de copo devido à preparação da amostra em vácuo.Exosome particles were seen to be cup-shaped due to sample preparation in vacuum.

[0035] A Figura 8C mostra a imagem SEM da superfície de esferas imunomagnéticas de foto-liberação após fotoclivagem.[0035] Figure 8C shows the SEM image of the surface of photo-release immunomagnetic beads after photocleavage.

[0036] A Figura 8D mostra a caracterização da influência do tempo de exposição ao UV na eficiência da foto-clivagem.[0036] Figure 8D shows the characterization of the influence of UV exposure time on photo-cleavage efficiency.

[0037] A Figura 8E mostra a análise de rastreamento de nanopartículas de distribuição de tamanho de exossomos entre exossomos modificados por engenharia e exossomos não modificados por engenharia.[0037] Figure 8E shows the tracking analysis of exosomes size distribution nanoparticles between engineered exosomes and unengineered exosomes.

[0038] A Figura 9A mostra as imagens de microscópio confocal de captação de DC de peptídeo antigênico de direcionamento de tumor (TTA), exossomos modificados por engenharia de superfície gp-100, em comparação com exossomos não modificados por engenharia. A imagem foi tirada a cada hora para rastrear a captação de exossomos marcados com fluorescência verde pelas DCs (os núcleos das células foram corados com DAPI).[0038] Figure 9A shows DC uptake confocal microscope images of Tumor Targeting Antigen Peptide (TTA), gp-100 surface-engineered exosomes, compared to unengineered exosomes. The image was taken every hour to track the uptake of exosomes labeled with green fluorescence by DCs (cell nuclei were stained with DAPI).

[0039] A Figura 9B mostra a liberação de citocina IFN-γ de cultura de DCs medida por ELISA para monitoramento por 48 horas, em comparação entre exossomos não modificados por engenharia e exossomos modificados por engenharia com gp-100.[0039] Figure 9B shows cytokine IFN-γ release from cultured DCs measured by ELISA for monitoring for 48 hours, compared between unengineered exosomes and exosomes engineered with gp-100.

[0040] A Figura 10A representa gráficos de fluxo representativos de poços contendo células T + células JAWS ativadas com concentrações crescentes dos exossomos modificados por engenharia com gp100.[0040] Figure 10A represents representative flow graphs of wells containing T cells + JAWS cells activated with increasing concentrations of the exosomes engineered with gp100.

[0041] A Figura 10B representa os dados cumulativos de todas as três condições de cultura mostrando a taxa de divisão de células T CD8 + sob estimulação. Os resultados são representativos de 2 experimentos independentes com poços duplicados para cada condição de cultura.[0041] Figure 10B represents the cumulative data from all three culture conditions showing the rate of division of CD8+ T cells under stimulation. Results are representative of 2 independent experiments with duplicate wells for each culture condition.

[0042] A Figura 11 representa gráficos de citometria de fluxo de poços contendo células T e células JAWS ativadas com concentrações crescentes de exossomos modificados por engenharia com peptídeo antimicrobiano do vírus sincicial respiratório bovino (BRSV) para representar a potência imunogênica.[0042] Figure 11 depicts flow cytometry graphs of wells containing T cells and activated JAWS cells with increasing concentrations of exosomes engineered with bovine respiratory syncytial virus (BRSV) antimicrobial peptide to represent immunogenic potency.

[0043] A Figura 12A ilustra uma abordagem de impressão 3D para a produção de molde 3D integrado com cultura de células e isolamento de exossomo a jusante, engenharia de superfície e foto-liberação sob demanda.[0043] Figure 12A illustrates a 3D printing approach for 3D mold production integrated with downstream cell culture and exosome isolation, surface engineering, and on-demand photo-release.

[0044] A Figura 12B mostra os resultados da replicação do dispositivo microfluídico PDMS.[0044] Figure 12B shows the results of replicating the PDMS microfluidic device.

[0045] A Figura 13 mostra os resultados da investigação do efeito colateral da exposição aos raios ultravioleta no conteúdo molecular do exossomo em termos de proteínas, DNAs e RNAs.[0045] Figure 13 shows the results of the investigation of the side effect of exposure to ultraviolet rays on the molecular content of the exosome in terms of proteins, DNAs and RNAs.

[0046] A Figura 14 mostra a cultura de monócitos dendríticos sob diferentes condições de estimulação: monócitos dendríticos sem qualquer estimulação (controle negativo; primeira imagem); Estimulação de proteína PWM (controle positivo; segunda imagem); e estimulação de exossomos modificados por engenharia com gp-100 (última imagem).[0046] Figure 14 shows the culture of dendritic monocytes under different conditions of stimulation: dendritic monocytes without any stimulation (negative control; first image); PWM protein stimulation (positive control; second image); and stimulation of engineered exosomes with gp-100 (last image).

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0047] A seguinte descrição da divulgação é fornecida como um ensino capacitante da divulgação em suas melhores formas de realização atualmente conhecidas. Para este fim, aqueles versados na técnica relevante reconhecerão e apreciarão que muitas mudanças podem ser feitas nas várias formas de realização da invenção aqui descritas, enquanto ainda obtêm os resultados benéficos da presente divulgação. Também será evidente que alguns dos benefícios desejados da presente divulgação podem ser obtidos selecionando algumas das características da presente divulgação sem utilizar outras características. Por conseguinte, aqueles que trabalham na técnica reconhecerão que muitas modificações e adaptações à presente divulgação são possíveis e podem até mesmo ser desejáveis em certas circunstâncias e fazem parte da presente divulgação. Assim, a seguinte descrição é fornecida como ilustrativa dos princípios da presente divulgação e não como sua limitação.[0047] The following description of disclosure is provided as an enabling teaching of disclosure in its best currently known embodiments. To this end, those skilled in the relevant art will recognize and appreciate that many changes can be made in the various embodiments of the invention described herein, while still obtaining the beneficial results of the present disclosure. It will also be apparent that some of the desired benefits of the present disclosure can be obtained by selecting some of the features of the present disclosure without using other features. Accordingly, those working in the art will recognize that many modifications and adaptations to the present disclosure are possible and may even be desirable in certain circumstances and form part of the present disclosure. Thus, the following description is provided as illustrative of the principles of the present disclosure and not as a limitation thereof.

TERMINOLOGIATERMINOLOGY

[0048] A menos que definido de outra forma, todos os termos técnicos e científicos usados neste documento têm o mesmo significado como comumente entendido por alguém versado na técnica à qual esta invenção pertence. As seguintes definições são fornecidas para a compreensão total dos termos usados neste relatório descritivo.[0048] Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used in this document have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. The following definitions are provided for a full understanding of the terms used in this descriptive report.

[0049] São divulgados os componentes a serem usados para preparar as composições divulgadas, bem como as próprias composições a serem usadas nos métodos divulgados neste documento. Estes e outros materiais são divulgados neste documento, e entende-se que quando combinações, subconjuntos, interações, grupos, etc. desses materiais são divulgados, embora a referência específica de cada uma das várias combinações individuais e coletivas e permutação desses compostos pode não ser explicitamente divulgada, cada um é especificamente contemplado e descrito aqui. Por exemplo, se um canal fluídico específico for divulgado e discutido e uma série de modificações que podem ser feitas nos canais fluídicos forem discutidas, cada combinação e permutação dos canais fluídicos e as modificações que são possíveis é especificamente contemplada, a menos que especificamente indicado ao contrário. Assim, se uma classe de canais fluídicos A, B e C forem divulgados, bem como uma classe de canais fluídicos D, E e F e um exemplo de uma combinação de canais fluídicos, ou, por exemplo, uma combinação de canais fluídicos compreendendo A-D é divulgada, então, mesmo que cada um não seja recitado individualmente, cada um é individualmente e coletivamente contemplado significando combinações, A-E, A-F, B-D, B-E, B-F, C-D, C-E e C-F são considerados divulgados. Da mesma forma, qualquer subconjunto ou combinação destes também é divulgado. Assim, por exemplo, o subgrupo de A-E, B-F e C-E seria considerado divulgado. Este conceito se aplica a todos os aspectos deste pedido, incluindo, mas não se limitando a, etapas em métodos de fabricação e uso das composições divulgadas. Assim, se houver uma variedade de etapas adicionais que podem ser realizadas, entende-se que cada uma dessas etapas adicionais pode ser realizada com qualquer forma de realização específica ou combinação de formas de realização dos métodos divulgados.[0049] The components to be used to prepare the disclosed compositions are disclosed, as well as the compositions themselves to be used in the methods disclosed herein. These and other materials are disclosed in this document, and it is understood that when combinations, subsets, interactions, groups, etc. these materials are disclosed, although specific reference to each of the various individual and collective combinations and permutations of these compounds may not be explicitly disclosed, each is specifically contemplated and described herein. For example, if a specific fluidic channel is disclosed and discussed and a series of modifications that can be made to the fluidic channels are discussed, each combination and permutation of the fluidic channels and the modifications that are possible is specifically contemplated, unless specifically noted in the contrary. Thus, if a class of fluid channels A, B and C are disclosed, as well as a class of fluid channels D, E and F and an example of a combination of fluid channels, or, for example, a combination of fluid channels comprising AD is disclosed, so even though each is not recited individually, each is individually and collectively contemplated meaning combinations, AE, AF, BD, BE, BF, CD, CE and CF are considered disclosed. Likewise, any subset or combination of these is also disclosed. So, for example, the subgroup of A-E, B-F and C-E would be considered disclosed. This concept applies to all aspects of this application, including, but not limited to, steps in methods of making and using the disclosed compositions. Thus, if there are a variety of additional steps that can be performed, it is understood that each such additional step can be performed with any specific embodiment or combination of embodiments of the disclosed methods.

[0050] Entende-se que os dispositivos aqui divulgados têm certas funções. São divulgados certos requisitos estruturais para desempenhar as funções divulgadas, e entende-se que há uma variedade de estruturas que podem desempenhar a mesma função que estão relacionadas às estruturas divulgadas e que essas estruturas, em última análise, alcançarão o mesmo resultado.[0050] It is understood that the devices disclosed herein have certain functions. Certain structural requirements for performing the disclosed functions are disclosed, and it is understood that there are a variety of structures that can perform the same function that are related to the disclosed structures and that these structures will ultimately achieve the same result.

[0051] A menos que expressamente declarado de outra forma, não se pretende de forma alguma que qualquer método estabelecido neste documento seja interpretado como exigindo que suas etapas sejam realizadas em uma ordem específica. Assim, quando uma reivindicação de método não recita expressamente uma ordem de etapas a serem seguidas ou não seja especificamente declarado nas reivindicações ou na descrição que as etapas devem ser limitadas a uma ordem específica, não é pretendido que uma ordem seja inferida, em qualquer aspecto. Isso se aplica a qualquer possível base não expressa para interpretação, incluindo: questões de lógica com relação ao arranjo de etapas ou fluxo operacional; significado simples derivado da organização gramatical ou pontuação; e o número ou tipo de formas de realização descritas no relatório descritivo.[0051] Unless expressly stated otherwise, it is in no way intended that any method set forth in this document be construed as requiring its steps to be performed in a specific order. Thus, when a method claim does not expressly recite an order of steps to be followed or it is not specifically stated in the claims or in the description that the steps should be limited to a specific order, it is not intended that an order be inferred in any respect . This applies to any possible unstated basis for interpretation, including: questions of logic regarding the arrangement of steps or operational flow; simple meaning derived from grammatical organization or punctuation; and the number or type of embodiments described in the descriptive report.

[0052] Conforme usado no relatório descritivo e nas reivindicações, a forma singular “um”, “uma” e “o/ a” incluem referências plurais, a menos que o contexto indique claramente o contrário. Por exemplo, o termo “um agente” inclui uma pluralidade de agentes, incluindo misturas dos mesmos.[0052] As used in the specification and claims, the singular form "a", "an" and "the" include plural references, unless the context clearly indicates otherwise. For example, the term "an agent" includes a plurality of agents, including mixtures thereof.

[0053] Tal como aqui utilizado, os termos “pode”, “poder”, “opcionalmente”, “pode opcionalmente” e “poder opcionalmente” são usados indistintamente e pretendem incluir casos em que a condição ocorre, bem como casos em que a condição não ocorre. Assim, por exemplo, a declaração de que uma formulação “pode incluir um excipiente” se destina a incluir casos em que a formulação inclui um excipiente, bem como casos em que a formulação não inclui um excipiente.[0053] As used herein, the terms "may", "may", "optionally", "may optionally" and "may optionally" are used interchangeably and are intended to include cases where the condition occurs, as well as cases where the condition does not occur. Thus, for example, the statement that a formulation "may include an excipient" is intended to include cases where the formulation includes an excipient, as well as cases where the formulation does not include an excipient.

[0054] Os intervalos podem ser expressos como de “cerca de” um valor particular e/ou a “cerca de” outro valor particular. Quando tal faixa é expressa, outra forma de realização inclui a partir de um valor particular e/ou a outro valor particular. Da mesma forma, quando os valores são expressos como aproximações, pelo uso do antecedente “cerca de”, será entendido que o valor particular forma outra forma de realização. É também entendido que os pontos finais de cada um dos intervalos são significativos em relação ao outro ponto final e independentemente do outro ponto final. Também é entendido que há uma série de valores divulgados neste documento, e que cada valor também é divulgado neste documento como “cerca daquele” valor particular, além do próprio valor. Por exemplo, se o valor “10” for divulgado, então “cerca de 10” também será divulgado.[0054] Ranges can be expressed as "about" a particular value and/or "about" another particular value. When such a range is expressed, another embodiment includes from a particular value and/or to another particular value. Likewise, when values are expressed as approximations, using the background "about", it will be understood that the particular value forms another embodiment. It is also understood that the endpoints of each of the ranges are significant in relation to the other endpoint and independently of the other endpoint. It is also understood that there are a number of values disclosed in this document, and that each value is also disclosed in this document as “about that” particular value, in addition to the value itself. For example, if the value “10” is disclosed, then “about 10” will also be disclosed.

[0055] Os termos “a montante” e “a jusante” referem-se a posições dentro de um dispositivo que são relativas a outra posição e uma direção de fluxo de fluido. Conforme usado neste documento, o termo “a montante” se refere a uma primeira posição que está localizada em uma direção oposta à direção do fluxo de fluido em relação a uma segunda posição. Por outro lado, conforme usado neste documento, o termo “a jusante” se refere a uma segunda posição que está localizada em uma direção ao longo da direção do fluxo de fluido em relação a uma primeira posição.[0055] The terms "upstream" and "downstream" refer to positions within a device that are relative to another position and a direction of fluid flow. As used in this document, the term "upstream" refers to a first position that is located in a direction opposite to the direction of fluid flow relative to a second position. On the other hand, as used in this document, the term "downstream" refers to a second position that is located in one direction along the direction of fluid flow relative to a first position.

MÉTODOSMETHODS

[0056] Com referência à Figura 1, os métodos gerais aqui descritos envolvem uma pluralidade de partículas imunomagnéticas (esferas), que são misturadas com uma solução de amostra suspeita de conter o alvo. Em algumas formas de realização, uma amostra biológica é coletada de um sujeito e preparada para o método, por exemplo, por diluição com tampão, concentração,[0056] Referring to Figure 1, the general methods described herein involve a plurality of immunomagnetic particles (beads), which are mixed with a sample solution suspected of containing the target. In some embodiments, a biological sample is collected from a subject and prepared for the method, e.g., by dilution with buffer, concentration,

etc.etc.

Em algumas formas de realização, as células são coletadas e expandidas em cultura.In some embodiments, cells are harvested and expanded in culture.

Em algumas formas de realização, as células são coletadas e cultivadas sob condições para liberar exossomos ou outras vesículas extracelulares ou estruturas semelhantes a vesículas na cultura.In some embodiments, cells are harvested and cultured under conditions to release exosomes or other extracellular vesicles or vesicle-like structures into the culture.

Em qualquer caso, as partículas imunomagnéticas contêm um ligante fotoclivável e uma sonda de afinidade (e de preferência uma pluralidade de ligantes fotocliváveis,In either case, the immunomagnetic particles contain a photocleavable linker and an affinity probe (and preferably a plurality of photocleavable linkers,

cada um com uma respectiva sonda de afinidade) se estendendo da superfície da partícula para capturar o alvo.each with a respective affinity probe) extending from the surface of the particle to capture the target.

As partículas imunomagnéticas são colocadas em contato com uma solução de amostra por um período de tempo suficiente para o alvo (se presente na amostra) interagir com as sondas de afinidade que se estendem das partículas imunomagnéticas.The immunomagnetic particles are contacted with a sample solution for a period of time sufficient for the target (if present in the sample) to interact with the affinity probes that extend from the immunomagnetic particles.

Na Figura 1, uma única esfera é representada com um único ligante para facilidade de ilustração; no entanto, na prática, cada partícula imunomagnética será revestida com uma pluralidade de ligantes (de preferência, substancialmente toda a área de superfície da partícula/In Figure 1, a single sphere is shown with a single linker for ease of illustration; however, in practice, each immunomagnetic particle will be coated with a plurality of binders (preferably substantially the entire surface area of the particle/

esfera é revestida com ligantes). Além disso, os tamanhos relativos na Figura 1 não estão em escala, mas aumentados para fins de ilustração.sphere is coated with binders). Also, the relative sizes in Figure 1 are not to scale but enlarged for illustration purposes.

Na prática, a esfera/ partícula é de preferência pelo menos 5 vezes maior do que o alvo (por exemplo, no caso de exossomos, que variam de 30 a 150 nm de diâmetro, a esfera é de preferência 500 nm ou maior). Desta forma, uma pluralidade de alvosIn practice, the sphere/particle is preferably at least 5 times larger than the target (for example, in the case of exosomes, which range from 30 to 150 nm in diameter, the sphere is preferably 500 nm or larger). In this way, a plurality of targets

(por exemplo, exossomos) será capturada na superfície de uma única esfera/(eg exosomes) will be captured on the surface of a single sphere/

partícula.particle.

A Figura 1 usa uma única esfera e interação de alvo para facilidade de referência.Figure 1 uses a single sphere and target interaction for ease of reference.

Conforme mostrado na Figura 1(A), a esfera e a solução de amostra são misturadas por um período de tempo suficiente (por exemplo, em uma câmara de mistura ou canal no dispositivo microfluídico). Se o alvo estiver presente na solução da amostra, ele será capturado pela esfera (e especificamente por uma sonda de afinidade que se estende da esfera por meio de seu ligante fotoclivável), conforme ilustrado na Figura 1(B). Ligantes fotocliváveis exemplificativos são descritos neste documento e podem incluir cadeias lineares incluindo biotina ou fração semelhante em uma extremidade para ligação à partícula e uma fração de amina na outra extremidade para ligação à sonda de afinidade. Um ligante preferido tem a seguinte estrutura, onde a linha tracejada indica a ligação clivada durante a foto-exposição, e o “grupo de ligação” representa a porção (por exemplo, biotina) usada para anexar o ligante à esfera (diretamente ou por meio de um revestimento de superfície funcionalizado, por exemplo, avidina):As shown in Figure 1(A), the bead and sample solution are mixed for a sufficient period of time (eg, in a mixing chamber or channel in the microfluidic device). If the target is present in the sample solution, it will be captured by the bead (and specifically by an affinity probe that extends from the bead through its photocleavable ligand), as illustrated in Figure 1(B). Exemplary photocleavable linkers are described herein and may include linear chains including biotin or similar moiety at one end for binding to the particle and an amine moiety at the other end for binding to the affinity probe. A preferred linker has the following structure, where the dashed line indicates the bond cleaved during photoexposure, and the "linker group" represents the portion (eg, biotin) used to attach the linker to the bead (directly or via of a functionalized surface coating, eg avidin):

SONDA DE AFINIDADEAFFINITY PROBE GRUPO DE LIGAÇÃOLINK GROUP

[0057] Embora várias formas de realização sejam aqui descritas, a “sonda” de afinidade é tipicamente uma sequência de oligopeptídeo que tem especificidade e reconhece o alvo, tal como um peptídeo que reconhece e atua como um receptor para uma proteína de superfície no alvo. Conforme usado aqui, a frase “especificidade para” se destina a diferenciar a sonda de afinidade da ligação não específica ou reações entre moléculas e significa que o conjunto de alvos específicos para os quais a sonda de afinidade pode interagir é limitado e, em alguns casos, até exclusivo, de modo que a ligação não ocorra a uma taxa apreciável com qualquer outra molécula, exceto para o alvo (e especificamente, sua(s) proteína(s) de superfície designada(s)). Sequências curtas de oligopeptídeos são preferencialmente utilizadas para a sonda de afinidade, incluindo segmentos de sequência com alta especificidade para o alvo. Mais preferencialmente, após a ligação, a sonda de afinidade e a proteína de superfície criam um complexo que aumenta o potencial imunogênico do alvo, conforme descrito em mais detalhes neste documento e demonstrado nos exemplos de trabalho.[0057] Although various embodiments are described herein, the affinity "probe" is typically an oligopeptide sequence that has specificity and recognizes the target, such as a peptide that recognizes and acts as a receptor for a surface protein on the target. . As used herein, the phrase "specificity for" is intended to differentiate the affinity probe from non-specific binding or reactions between molecules and means that the set of specific targets to which the affinity probe can interact is limited and in some cases , even exclusive, so that binding does not occur at an appreciable rate with any other molecule, except to the target (and specifically, its designated surface protein(s)). Short oligopeptide sequences are preferably used for the affinity probe, including sequence segments with high target specificity. More preferably, upon binding, the affinity probe and surface protein create a complex that enhances the immunogenic potential of the target, as described in more detail in this document and demonstrated in the working examples.

[0058] A esfera com o alvo capturado (por exemplo, exossomo) é imobilizada no dispositivo microfluídico. A esfera pode ser imobilizada antes ou depois da captura do alvo. Conforme descrito em outro lugar neste documento, isso pode ser conseguido posicionando um ímã adjacente a uma câmara de engenharia ou coleta no dispositivo microfluídico. Conforme a solução de amostra e a solução de esfera fluem através do canal microfluídico, as esferas e o alvo interagem, capturando assim o alvo. As esferas magnéticas são imobilizadas na na câmara de engenharia ou coleta (assim também imobilizando o alvo capturado) à medida que as soluções fluem. Conforme ilustrado na Figura 1(C), o alvo capturado é então modificado por engenharia anexando uma pluralidade de agentes ativos (por exemplo, peptídeos antigênicos) à superfície do alvo ou carregando o alvo com drogas, produtos químicos, nucleotídeos ou outros agentes bioativos (por exemplo, CRISPR Cas9). Para a modificação da superfície, o complexo de esfera/ alvo imobilizado é lavado e incubado no dispositivo microfluídico com solução tampão contendo uma pluralidade de agentes ativos tendo pelo menos uma porção que tem especificidade para uma proteína de superfície apresentada na superfície do alvo. De preferência, os agentes ativos ou porções para carregamento de superfície são do mesmo “tipo” de composto (por exemplo, compreendem o mesmo oligopeptídeo) selecionado para a sonda de afinidade usada nas partículas imunomagnéticas. O complexo de esfera/ alvo imobilizado é incubado com os agentes ativos por um período de tempo suficiente para que os agentes ativos interajam com o alvo capturado. De preferência, o carregamento do agente ativo no dispositivo microfluídico está em uma concentração tal que substancialmente toda a superfície do alvo é revestida com agentes ativos (por exemplo, de preferência, substancialmente toda a proteína da superfície alvo é ligada pelo agente ativo). Em vez de modificação de superfície, a Figura 1(C) também representa uma alternativa em que os agentes ativos podem ser carregados no alvo. Isso pode ser realizado por lavagem e incubação do complexo de esfera/ alvo imobilizado no dispositivo microfluídico com solução tampão contendo agentes ativos a serem carregados, juntamente com detergentes ou reagentes de transfecção química para induzir a formação de poros no alvo para carregamento de agente ativo, seguido por lavagem com tampão para retirar os reagentes e fechar os poros. Em qualquer forma de realização, o excesso de agente ativo é então lavado, deixando o alvo manipulado imobilizado com a esfera imunomagnética.[0058] The sphere with the captured target (eg exosome) is immobilized in the microfluidic device. The sphere can be immobilized before or after capturing the target. As described elsewhere in this document, this can be achieved by placing a magnet adjacent to an engineering or collection chamber in the microfluidic device. As the sample solution and bead solution flow through the microfluidic channel, the beads and target interact, thus capturing the target. The magnetic spheres are immobilized in the engineering or collection chamber (thus immobilizing the captured target) as the solutions flow. As illustrated in Figure 1(C), the captured target is then engineered by attaching a plurality of active agents (eg, antigenic peptides) to the surface of the target or loading the target with drugs, chemicals, nucleotides, or other bioactive agents ( for example, CRISPR Cas9). For surface modification, the immobilized bead/target complex is washed and incubated in the microfluidic device with a buffer solution containing a plurality of active agents having at least one portion that has specificity for a surface protein displayed on the surface of the target. Preferably, the active agents or portions for surface loading are of the same "type" of compound (e.g., comprise the same oligopeptide) selected for the affinity probe used on the immunomagnetic particles. The immobilized sphere/target complex is incubated with the active agents for a period of time sufficient for the active agents to interact with the captured target. Preferably, the active agent loading into the microfluidic device is at a concentration such that substantially all of the target surface is coated with active agents (e.g., preferably substantially all of the target surface protein is bound by the active agent). Instead of surface modification, Figure 1(C) also represents an alternative where active agents can be loaded onto the target. This can be accomplished by washing and incubating the bead/target complex immobilized on the microfluidic device with a buffer solution containing active agents to be loaded, along with detergents or chemical transfection reagents to induce pore formation in the target for active agent loading, followed by washing with buffer to remove reagents and close pores. In either embodiment, excess active agent is then washed away, leaving the engineered target immobilized with the immunomagnetic bead.

[0059] Com referência à Figura 2A, o alvo modificado por engenharia pode então ser liberado expondo o complexo de esfera/ alvo imobilizado à radiação de ativação (por exemplo, luz) do comprimento de onda apropriado para clivar o ligante fotoclivável. Este processo libera o alvo modificado por engenharia junto com a sonda de afinidade que permanece ligada ao alvo, que agora atua como um transportador modificado por engenharia ou veículo de entrega para os agentes ativos decorados na superfície do alvo. Da mesma forma, na Figura 2B, o mesmo processo de fotoliberação pode ser usado para liberar os alvos carregados internamente com agentes ativos. Um tampão de lavagem pode ser introduzido no dispositivo microfluídico para transportar os alvos liberados a jusante para coleta na saída do dispositivo microfluídico. Vantajosamente, a etapa de liberação por luz nas formas de realização da invenção é realizada com tempos de exposição de 15 minutos ou menos, preferencialmente cerca de 13 minutos ou menos, mais preferencialmente cerca de 12 minutos ou menos. Conforme demonstrado nos exemplos de trabalho, aproximadamente 100% do alvo capturado é preferencialmente liberado/ clivado em cerca de 10 minutos do tempo de exposição.[0059] Referring to Figure 2A, the engineered-modified target can then be released by exposing the immobilized bead/target complex to activating radiation (eg, light) of the appropriate wavelength to cleave the photocleavable ligand. This process releases the engineered-modified target along with the affinity probe that remains attached to the target, which now acts as an engineered-modified carrier or delivery vehicle for the active agents decorated on the target's surface. Likewise, in Figure 2B, the same photorelease process can be used to release targets loaded internally with active agents. A wash buffer can be introduced into the microfluidic device to transport the released targets downstream for collection at the output of the microfluidic device. Advantageously, the light release step in the embodiments of the invention is carried out with exposure times of 15 minutes or less, preferably about 13 minutes or less, more preferably about 12 minutes or less. As demonstrated in the working examples, approximately 100% of the captured target is preferentially released/cleaved within about 10 minutes of exposure time.

[0060] Será apreciado que, uma vez que as esferas magnéticas já estão imobilizadas na câmara de engenharia, uma etapa separada não é necessária para separar o alvo das esferas magnéticas na solução. Em vez disso, após a exposição, o ligante entre o alvo capturado e a esfera é clivado, liberando assim os alvos modificados por engenharia, que fluem a jusante para longe das esferas imobilizadas para a saída do dispositivo microfluídico. Os alvos liberados, que foram modificados por engenharia com as porções ativas (também conhecidas como “transportador modificado por engenharia”), podem então ser coletados para análise e uso terapêutico da saída do dispositivo microfluídico ou de outra forma diretamente desviados para uma outra câmara ou dispositivo de coleta. Será apreciado que as esferas imunomagnéticas podem, então, ser subsequentemente coletadas para reutilização, removendo o campo magnético do dispositivo microfluídico, de modo que as esferas imunomagnéticas não sejam mais magneticamente imobilizadas. As esferas podem ser lavadas a jusante e coletadas na saída.[0060] It will be appreciated that since the magnetic beads are already immobilized in the engineering chamber, a separate step is not necessary to separate the target from the magnetic beads in the solution. Instead, after exposure, the ligand between the captured target and the bead is cleaved, thus releasing the engineered modified targets, which flow downstream away from the immobilized beads to the output of the microfluidic device. Released targets, which have been engineered with the active portions (also known as "engineered modified carrier"), can then be collected for analysis and therapeutic use from the output of the microfluidic device or otherwise directly diverted to another chamber or collection device. It will be appreciated that the immunomagnetic beads can then subsequently be collected for reuse by removing the magnetic field from the microfluidic device so that the immunomagnetic beads are no longer magnetically immobilized. The spheres can be washed downstream and collected at the outlet.

[0061] Conforme observado, este processo pode ocorrer vantajosamente em um dispositivo microfluídico e como uma abordagem contínua, integrada e em linha para isolar, capturar, modificar por engenharia e liberar alvos intactos, como exossomos de uma amostra, como transportadores terapêuticos ou veículos de entrega.[0061] As noted, this process can advantageously occur in a microfluidic device and as a continuous, integrated, in-line approach to isolate, capture, engineer and release intact targets, such as exosomes from a sample, such as therapeutic carriers or delivery vehicles. delivery.

DISPOSITIVOSDEVICES

[0062] Vesículas extracelulares (≤ 1 µm), particularmente exossomos (30 a 150 nm), são a carga emergente para mediar as transduções de sinal celular. No entanto, os métodos de bancada padrão (por exemplo, ultracentrifugação e filtração) não têm a capacidade de processar exossomos imunogênicos especificamente entre outros subtipos de microvesículas, devido aos protocolos de isolamento demorados (> 10 h) e extremamente tediosos. A presente divulgação atende às necessidades na técnica ao fornecer dispositivos que introduzem uma plataforma microfluídica em linha de fluxo para a coleta, modificação antigênica e foto-liberação de vesículas extracelulares imunogênicas e exossomos diretamente de meios celulares cultivados sobre chip. Esses dispositivos fornecem produção automática e rápida de cultura de células de exossomos antigênicos que podem ser usados em imunoterapia, como imunoterapia contra câncer. Os dispositivos divulgados neste documento permitem a coleta em tempo real e modificação antigênica de exossomos com foto-liberação subsequente a jusante sob demanda, conforme representado na visão geral na Figura 3.[0062] Extracellular vesicles (≤ 1 µm), particularly exosomes (30 to 150 nm), are the emergent payload to mediate cellular signal transductions. However, standard bench top methods (eg, ultracentrifugation and filtration) do not have the ability to process immunogenic exosomes specifically between other microvesicle subtypes, due to time-consuming (>10 h) and extremely tedious isolation protocols. The present disclosure meets the needs in the art by providing devices that introduce an in-line microfluidic platform for the collection, antigenic modification and photo-release of immunogenic extracellular vesicles and exosomes directly from cell media cultured on chip. These devices provide automatic and rapid production of cell culture antigenic exosomes that can be used in immunotherapy such as cancer immunotherapy. The devices disclosed in this document allow for real-time collection and antigenic modification of exosomes with subsequent downstream photo-release on demand, as depicted in the overview in Figure 3.

[0063] Voltando agora à Figura 4, é divulgado aqui um dispositivo microfluídico (200) que compreende uma câmara de cultura de células (210) dimensionada para manter o material biológico em uma configuração tridimensional; um canal de mistura (220) conectado fluidamente à câmara de cultura de células e compreendendo uma pluralidade de canais de entrada de amostra (222, 224, 226) dispostos ao longo do canal de mistura, em que a razão de uma largura da câmara de cultura de células (210) para a maior dimensão da seção transversal do canal de mistura (220) é de pelo menos 5:1; um canal de isolamento (230) definindo um caminho para fluxo de fluido do canal de mistura (220) para uma saída de isolamento (234); e uma câmara de coleta (240) fluidamente conectada à saída de isolamento (234) e compreende um ímã operativamente acoplado à câmara de coleta para produzir um campo magnético dentro da câmara de coleta (240).[0063] Turning now to Figure 4, there is disclosed here a microfluidic device (200) comprising a cell culture chamber (210) sized to maintain biological material in a three-dimensional configuration; a mixing channel (220) fluidly connected to the cell culture chamber and comprising a plurality of sample inlet channels (222, 224, 226) disposed along the mixing channel, wherein the ratio of a width of the chamber is cell culture (210) for the largest cross-sectional dimension of the mixing channel (220) is at least 5:1; an isolation channel (230) defining a path for fluid flow from the mixing channel (220) to an isolation outlet (234); and a collection chamber (240) fluidly connected to the isolation outlet (234) and comprises a magnet operatively coupled to the collection chamber to produce a magnetic field within the collection chamber (240).

[0064] Dispositivos da presente divulgação podem ser descritos por tamanhos e comparações de tamanhos (por exemplo, proporções) de componentes dentro do dispositivo. Em algumas formas de realização, a câmara de cultura de células (210) tem um volume de cerca de 200 microlitros ou mais (por exemplo, 200 microlitros ou mais, 250 microlitros ou mais, 300 microlitros ou mais, 350 microlitros ou mais, 400 microlitros ou mais, 450 microlitros ou mais, 500 microlitros ou mais, 550 microlitros ou mais, 600 microlitros ou mais, 650 microlitros ou mais, 700 microlitros ou mais, 750 microlitros ou mais, 800 microlitros ou mais, 850 microlitros ou mais, 900 microlitros ou mais, 950 microlitros ou mais, ou 1 mililitro ou mais). Em algumas formas de realização, a câmara de cultura de células (210) tem um volume de cerca de 1000 microlitros ou menos (por exemplo, 950 microlitros ou menos, 900 microlitros ou menos, 850 microlitros ou menos, 800 microlitros ou menos, 750 microlitros ou menos, 700 microlitros ou menos, 650 microlitros ou menos, 600 microlitros ou menos, 650 microlitros ou menos, 550 microlitros ou menos, 500 microlitros ou menos, 450 microlitros ou menos, 400 microlitros ou menos, 350 microlitros ou menos, 300 microlitros ou menos, 250 microlitros ou menos ou 200 microlitros ou menos). Em algumas formas de realização, a câmara de cultura de células (210) tem um volume de cerca de 200 microlitros a cerca de 1 mililitro (por exemplo, de 200 microlitros a 900 microlitros, de 200 microlitros a 750 microlitros, de 200 microlitros a 500 microlitros, de 300 microlitros a 750 microlitros ou de 350 microlitros a cerca de 500 microlitros). Em algumas formas de realização, a câmara de cultura de células tem um volume suficiente de modo que a parte superior possa ser deixada aberta para a aplicação de um plugue (tal como um tampão de pressão com o dedo feito por PDMS) para troca de fluido e empurrando o fluido para canais de coleta a jusante.[0064] Devices of the present disclosure can be described by sizes and size comparisons (e.g., proportions) of components within the device. In some embodiments, the cell culture chamber (210) has a volume of about 200 microliters or more (e.g., 200 microliters or more, 250 microliters or more, 300 microliters or more, 350 microliters or more, 400 microliters or more, 450 microliters or more, 500 microliters or more, 550 microliters or more, 600 microliters or more, 650 microliters or more, 700 microliters or more, 750 microliters or more, 800 microliters or more, 850 microliters or more, 900 microliters or more, 950 microliters or more, or 1 milliliter or more). In some embodiments, the cell culture chamber (210) has a volume of about 1000 microliters or less (e.g., 950 microliters or less, 900 microliters or less, 850 microliters or less, 800 microliters or less, 750 microliters or less, 700 microliters or less, 650 microliters or less, 600 microliters or less, 650 microliters or less, 550 microliters or less, 500 microliters or less, 450 microliters or less, 400 microliters or less, 350 microliters or less, 300 microliters or less, 250 microliters or less, or 200 microliters or less). In some embodiments, the cell culture chamber (210) has a volume of from about 200 microliters to about 1 milliliter (e.g., 200 microliters to 900 microliters, 200 microliters to 750 microliters, 200 microliters to 500 microliters, from 300 microliters to 750 microliters or from 350 microliters to about 500 microliters). In some embodiments, the cell culture chamber is of sufficient volume so that the top can be left open for application of a plug (such as a finger pressure buffer made by PDMS) for fluid exchange and pushing fluid into downstream collection channels.

[0065] Em algumas formas de realização, a câmara de cultura de células tem uma altura e uma largura. A câmara de cultura de células pode ter uma altura de pelo menos 500 mícrons (por exemplo, 500 mícrons ou mais, 600 mícrons ou mais, 650 mícrons ou mais, 700 mícrons ou mais, 750 mícrons ou mais, 800 mícrons ou mais, 850 mícrons ou mais, 900 mícrons ou mais, 950 mícrons ou mais, ou 1000 mícrons ou mais). Em algumas formas de realização, a câmara de cultura de células tem uma altura de 1000 mícrons ou menos (por exemplo, 950 mícrons ou menos, 900 mícrons ou menos, 850 mícrons ou menos, 800 mícrons ou menos, 750 mícrons ou menos, 700 mícrons ou menos, 650 mícrons ou menos, 600 mícrons ou menos ou 500 mícrons ou menos). Em algumas formas de realização, a câmara de cultura de células tem uma altura de 500 mícrons a 1000 mícrons (por exemplo, de 600 mícrons a 1000 mícrons, de 750 mícrons a 1000 mícrons ou de 800 mícrons a 1000 mícrons).[0065] In some embodiments, the cell culture chamber has a height and a width. The cell culture chamber can have a height of at least 500 microns (e.g. 500 microns or more, 600 microns or more, 650 microns or more, 700 microns or more, 750 microns or more, 800 microns or more, 850 microns or more, 900 microns or more, 950 microns or more, or 1000 microns or more). In some embodiments, the cell culture chamber has a height of 1000 microns or less (e.g., 950 microns or less, 900 microns or less, 850 microns or less, 800 microns or less, 750 microns or less, 700 microns or less, 650 microns or less, 600 microns or less, or 500 microns or less). In some embodiments, the cell culture chamber is 500 microns to 1000 microns high (e.g., 600 microns to 1000 microns, 750 microns to 1000 microns, or 800 microns to 1000 microns).

[0066] A câmara de cultura de células pode ter uma largura de pelo menos 200 mícrons (por exemplo, 250 mícrons ou mais, 275 mícrons ou mais, 300 mícrons ou mais, 350 mícrons ou mais, 400 mícrons ou mais, 450 mícrons ou mais, 500 mícrons ou mais, 550 mícrons ou mais, ou 600 mícrons ou mais).[0066] The cell culture chamber may have a width of at least 200 microns (for example, 250 microns or more, 275 microns or more, 300 microns or more, 350 microns or more, 400 microns or more, 450 microns or more, 500 microns or more, 550 microns or more, or 600 microns or more).

Em algumas formas de realização, a câmara de cultura de células tem uma largura de 1000 mícrons ou menos (por exemplo, menos de 1000 mícrons, 750 mícrons ou menos, menos de 750 mícrons, 600 mícrons ou menos, 550 mícrons ou menos, ou 500 mícrons ou menos). Em algumas formas de realização, a câmara de cultura de células tem uma largura de 250 mícrons a 1000 mícrons (por exemplo, de 250 mícrons a 750 mícrons, de 250 mícrons a 500 mícrons, de 300 mícrons a 750 mícrons ou de 300 mícrons a 500 mícrons )In some embodiments, the cell culture chamber is 1000 microns or less wide (e.g., less than 1000 microns, 750 microns or less, less than 750 microns, 600 microns or less, 550 microns or less, or 500 microns or less). In some embodiments, the cell culture chamber is 250 microns to 1000 microns wide (e.g., 250 microns to 750 microns, 250 microns to 500 microns, 300 microns to 750 microns, or 300 microns to 500 microns)

[0067] Conforme descrito neste documento, o canal de mistura (220) se conecta fluidamente à câmara de cultura de células e compreende uma pluralidade de canais de entrada de amostra (222, 224, 226) dispostos ao longo do canal de mistura. A pluralidade de canais de entrada de amostra pode incluir um canal de entrada de cultura de células (também referido aqui como entrada B, 222) que se conecta fluidamente à câmara de cultura de células e define um caminho para a introdução de fluido da câmara de cultura de células no canal de mistura. A pluralidade de canais de entrada de amostra pode incluir ainda um canal de entrada de partículas (também referido neste documento como entrada A, 224) que define um caminho para a introdução de partículas no canal de mistura. A pluralidade de canais de entrada de amostra pode incluir ainda um canal de entrada de fluido (também referido aqui como entrada C, 226) que define um caminho para a introdução de fluido (tal como um tampão de lavagem) no canal de mistura. A pluralidade de canais de entrada de amostra pode estar em qualquer disposição. Por exemplo, o canal de entrada da cultura de células pode estar a montante do canal de entrada de partículas que está a montante do canal de entrada de fluido. Em outros exemplos, o canal de entrada de partículas pode estar a montante do canal de entrada de cultura de células que está a montante do canal de entrada de fluido.[0067] As described in this document, the mixing channel (220) fluidly connects to the cell culture chamber and comprises a plurality of sample inlet channels (222, 224, 226) disposed along the mixing channel. The plurality of sample inlet channels may include a cell culture inlet channel (also referred to herein as inlet B, 222) that fluidly connects to the cell culture chamber and defines a path for introducing fluid from the cell culture chamber. cell culture in the mixing channel. The plurality of sample inlet channels may further include a particle inlet channel (also referred to herein as inlet A, 224) which defines a path for introducing particles into the mixing channel. The plurality of sample inlet channels may further include a fluid inlet channel (also referred to herein as inlet C, 226) that defines a path for introducing fluid (such as a wash buffer) into the mixing channel. The plurality of sample input channels can be in any arrangement. For example, the cell culture inlet can be upstream of the particle inlet that is upstream of the fluid inlet. In other examples, the particle inlet can be upstream of the cell culture inlet that is upstream of the fluid inlet.

[0068] O canal de entrada de cultura de células, o canal de entrada de partículas e o canal de entrada de fluido podem convergir fluidamente em uma interseção de mistura. O canal de entrada de cultura de células forma um caminho para o fluxo de fluido da câmara de cultura de células para a interseção de mistura. O canal de entrada de partículas forma um caminho para o fluxo de fluido de uma entrada de partículas até a interseção de mistura. O canal de entrada de fluido forma um caminho para o fluxo de fluido de uma entrada de fluido para a interseção de mistura. Tal como aqui utilizado, um caminho de fluxo de fluido pode ser representado pictoricamente nas figuras por uma seta para indicar a direção do fluxo de fluido através do caminho de fluxo de fluido.[0068] The cell culture inlet, the particle inlet and the fluid inlet can fluidly converge at a mixing intersection. The cell culture inlet channel forms a fluid flow path from the cell culture chamber to the mixing intersection. The particle inlet channel forms a path for fluid flow from a particle inlet to the mixing intersection. The fluid inlet channel forms a path for fluid flow from a fluid inlet to the mixing intersection. As used herein, a fluid flow path may be pictorially represented in the figures by an arrow to indicate the direction of fluid flow through the fluid flow path.

[0069] O canal de mistura que compreende o canal de entrada de cultura de células, o canal de entrada de partículas e o canal de entrada de fluido tem uma altura e uma largura. Em algumas formas de realização, o canal de mistura tem uma altura de pelo menos 50 mícrons (por exemplo, 75 mícrons ou mais, 100 mícrons ou mais, 120 mícrons ou mais, 150 mícrons ou mais, 175 mícrons ou mais, 200 mícrons ou mais, 250 mícrons ou mais, 300 mícrons ou mais, 350 mícrons ou mais, 400 mícrons ou mais, ou 500 mícrons ou mais). Em algumas formas de realização, o canal de mistura tem uma altura de 500 mícrons ou menos (por exemplo, menos de 500 mícrons, 450 mícrons ou menos, 400 mícrons ou menos, menos de 400 mícrons, 350 mícrons ou menos, 300 mícrons ou menos, menos de 300 mícrons, 275 mícrons ou menos, 250 mícrons ou menos, 200 mícrons ou menos, 150 mícrons ou menos, 100 mícrons ou menos, ou 50 mícrons ou menos). Em algumas formas de realização, o canal de mistura tem uma altura de 50 mícrons a 500 mícrons (por exemplo, de 100 mícrons a 500 mícrons, de 200 mícrons a 500 mícrons, de 100 mícrons a 350 mícrons ou de 200 mícrons a 500 mícrons).[0069] The mixing channel comprising the cell culture inlet, the particle inlet and the fluid inlet has a height and a width. In some embodiments, the mixing channel has a height of at least 50 microns (e.g., 75 microns or more, 100 microns or more, 120 microns or more, 150 microns or more, 175 microns or more, 200 microns or more, 250 microns or more, 300 microns or more, 350 microns or more, 400 microns or more, or 500 microns or more). In some embodiments, the mixing channel has a height of 500 microns or less (e.g., less than 500 microns or less, 400 microns or less, less than 400 microns or less, 350 microns or less, 300 microns or less, less than 300 microns or less, 275 microns or less, 250 microns or less, 200 microns or less, 150 microns or less, 100 microns or less, or 50 microns or less). In some embodiments, the mixing channel has a height of 50 microns to 500 microns (e.g., 100 microns to 500 microns, 200 microns to 500 microns, 100 microns to 350 microns, or 200 microns to 500 microns ).

[0070] O canal de mistura pode ter uma largura de pelo menos 50 mícrons (por exemplo, 75 mícrons ou mais, 100 mícrons ou mais, 120 mícrons ou mais, 150 mícrons ou mais, 175 mícrons ou mais, 200 mícrons ou mais, 250 mícrons ou mais, 300 mícrons ou mais, 350 mícrons ou mais, 400 mícrons ou mais, ou 500 mícrons ou mais). Em algumas formas de realização, o canal de mistura tem uma largura de 500 mícrons ou menos (por exemplo, menos de 500 mícrons, 450 mícrons ou menos, 400 mícrons ou menos, menos de 400 mícrons, 350 mícrons ou menos, 300 mícrons ou menos, menos de 300 mícrons, 275 mícrons ou menos, 250 mícrons ou menos, 200 mícrons ou menos, 150 mícrons ou menos, 100 mícrons ou menos, ou 50 mícrons ou menos). Em algumas formas de realização, o canal de mistura tem uma largura de 50 mícrons a 500 mícrons (por exemplo, de 100 mícrons a 500 mícrons, de 200 mícrons a 500 mícrons, de 100 mícrons a 350 mícrons ou de 200 mícrons a 500 mícrons).[0070] The mixing channel can have a width of at least 50 microns (for example, 75 microns or more, 100 microns or more, 120 microns or more, 150 microns or more, 175 microns or more, 200 microns or more, 250 microns or more, 300 microns or more, 350 microns or more, 400 microns or more, or 500 microns or more). In some embodiments, the mixing channel has a width of 500 microns or less (e.g. less than 500 microns or less, 400 microns or less, less than 400 microns or less, 350 microns or less, 300 microns or less, less than 300 microns or less, 275 microns or less, 250 microns or less, 200 microns or less, 150 microns or less, 100 microns or less, or 50 microns or less). In some embodiments, the mixing channel is 50 microns to 500 microns wide (e.g., 100 microns to 500 microns, 200 microns to 500 microns, 100 microns to 350 microns, or 200 microns to 500 microns ).

[0071] A razão da largura da câmara de cultura para a maior dimensão da seção transversal do canal de mistura é de pelo menos 2:1, pelo menos 3:1, pelo menos 4:1, pelo menos 5:1, pelo menos 6:1, pelo menos 7:1, pelo menos 8:1, pelo menos 9:1, pelo menos 10:1, pelo menos 12:1, pelo menos 15:1, pelo menos 18:1, pelo menos 20:1, pelo menos 25:1, pelo menos 50:1, pelo menos 75:1, pelo menos 100:1, pelo menos 150:1, pelo menos 200:1, pelo menos 250:1, pelo menos 300:1, pelo menos 350:1, pelo menos 400:1, pelo menos 450:1 ou pelo menos 500:1. Em algumas formas de realização, a razão da largura da câmara de cultura para a maior dimensão da seção transversal do canal de mistura é de 5:1 a 500:1, de 5:1 a 200:1, de 5:1 a 100:1, de 2:1 a 25:1, de 5:1 a 20:1, de 5:1 a 15:1, de 6:1 a 25:1, de 6:1 a 20:1, de 6:1 a 12:1, de 8:1 a 25:1 ou de 10:1 a 25:1. Uma razão da largura da câmara de cultura para a maior dimensão da seção transversal do canal de mistura que é maior do que um (por exemplo, 2:1) define um estreitamento da largura do canal na entrada do canal de mistura.[0071] The ratio of the width of the culture chamber to the largest cross-sectional dimension of the mixing channel is at least 2:1, at least 3:1, at least 4:1, at least 5:1, at least 6:1, at least 7:1, at least 8:1, at least 9:1, at least 10:1, at least 12:1, at least 15:1, at least 18:1, at least 20: 1, at least 25:1, at least 50:1, at least 75:1, at least 100:1, at least 150:1, at least 200:1, at least 250:1, at least 300:1, at least 350:1, at least 400:1, at least 450:1 or at least 500:1. In some embodiments, the ratio of the width of the culture chamber to the largest cross-sectional dimension of the mixing channel is from 5:1 to 500:1, from 5:1 to 200:1, from 5:1 to 100 :1, from 2:1 to 25:1, from 5:1 to 20:1, from 5:1 to 15:1, from 6:1 to 25:1, from 6:1 to 20:1, from 6 :1 to 12:1, from 8:1 to 25:1 or from 10:1 to 25:1. A ratio of the culture chamber width to the largest cross-sectional dimension of the mixing channel that is greater than one (e.g. 2:1) defines a narrowing of the channel width at the entrance to the mixing channel.

[0072] Um ou mais canais no dispositivo microfluídico podem, em algumas formas de realização, compreender um mecanismo de mistura de fluido que facilita a mistura de fluidos que fluem através do dispositivo. Um mecanismo de mistura de fluido induz fluxo turbulento de modo a misturar fluidos em fluxo.[0072] One or more channels in the microfluidic device may, in some embodiments, comprise a fluid mixing mechanism that facilitates mixing of fluids flowing through the device. A fluid mixing mechanism induces turbulent flow in order to mix fluids into flow.

Os mecanismos de mistura adequados incluem uma serpentina ou canal tortuoso, uma saliência ou indentação do canal, uma curvatura do canal, entre outros mecanismos conhecidos.Suitable mixing mechanisms include a serpentine or tortuous channel, a channel protrusion or indentation, a channel curvature, among other known mechanisms.

[0073] Em algumas formas de realização, um mecanismo de mistura de fluido pode estar presente no canal de mistura e/ou em um canal de isolamento do dispositivo microfluídico. Por exemplo, o dispositivo microfluídico pode incluir um canal de isolamento que se conecta fluidamente ao canal de mistura a uma saída de isolamento. O canal de isolamento pode fazer parte do canal de mistura ou pode ser separado. Em algumas formas de realização, o canal de isolamento define um caminho para o fluxo de fluido do canal de mistura para uma saída de isolamento. O canal de isolamento pode compreender uma geometria de serpentina que aumenta a mistura à medida que os fluidos se combinam. Com referência à Figura 4, um canal de isolamento (230) tendo uma geometria de serpentina pode ser posicionado dentro do dispositivo em um local vantajoso para mistura de fluido, por exemplo, entre uma intersecção de mistura e uma câmara de coleta. Em algumas formas de realização, o canal de isolamento é posicionado imediatamente adjacente a uma interseção de mistura (por exemplo, imediatamente a jusante).[0073] In some embodiments, a fluid mixing mechanism may be present in the mixing channel and/or in an isolation channel of the microfluidic device. For example, the microfluidic device may include an isolation channel that fluidly connects the mixing channel to an isolation outlet. The isolation channel can be part of the mixing channel or it can be separate. In some embodiments, the isolation channel defines a path for fluid flow from the mixing channel to an isolation outlet. The isolation channel may comprise a coil geometry that increases mixing as the fluids combine. Referring to Figure 4, an isolation channel (230) having a serpentine geometry may be positioned within the device at an advantageous location for fluid mixing, for example, between a mixing intersection and a collection chamber. In some embodiments, the isolation channel is positioned immediately adjacent to a mixing intersection (e.g., immediately downstream).

[0074] O canal de isolamento pode ter uma largura semelhante ou estreita em comparação com a largura do canal de mistura. Em algumas formas de realização, o canal de isolamento pode ter uma largura estreita em comparação com a largura do canal de mistura por pelo menos vários meios.[0074] The isolation channel can have a similar or narrow width compared to the width of the mixing channel. In some embodiments, the isolation channel may have a narrow width compared to the width of the mixing channel by at least various means.

Por exemplo, o canal de isolamento pode compreender um ou mais domínios de constrição de canal (ver, por exemplo, os domínios de constrição de canal (232) que formam a largura estreitada no canal de isolamento na Figura 4) dispostos dentro do canal de isolamento entre a entrada do canal de isolamento e a saída do canal de isolamento. Os domínios de constrição de canal podem produzir um perfil de fluxo de vórtice local de fluido fluindo no dispositivo. Em algumas formas de realização, o canal de isolamento compreende pelo menos um, pelo menos dois, pelo menos três, pelo menos quatro, pelo menos cinco, pelo menos seis, pelo menos sete, pelo menos oito, pelo menos nove ou pelo menos dez domínios de constrição de canal. Qualquer um ou mais domínios de constrição de canal podem ser uma saliência e/ou indentação nas paredes laterais do canal. A saliência e/ou indentação pode ter qualquer forma, por exemplo, arredondada, linear, triangular, irregular, etc. A saliência e/ou indentação pode envolver as paredes internas do canal (por exemplo, como um anel), ou uma ou mais saliências e/ou indentação pode ser posicionada sobre uma ou mais paredes laterais internas do canal. A inclusão de um domínio de constrição de canal pode aumentar a turbulência do fluxo de fluido e a mistura de fluido, quando desejável.For example, the isolation channel may comprise one or more channel constriction domains (see, for example, channel constriction domains (232) which form the narrowed width in the isolation channel in Figure 4) disposed within the channel. isolation between the isolation channel input and the isolation channel output. The channel constriction domains can produce a local vortex flow profile of fluid flowing in the device. In some embodiments, the isolation channel comprises at least one, at least two, at least three, at least four, at least five, at least six, at least seven, at least eight, at least nine, or at least ten channel constriction domains. Any one or more domains of channel constriction can be a bulge and/or indentation in the side walls of the channel. The protrusion and/or indentation can be of any shape, for example rounded, linear, triangular, irregular, etc. The protrusion and/or indentation may surround the inner walls of the channel (e.g., as a ring), or one or more protrusions and/or indentation may be positioned on one or more inner side walls of the channel. The inclusion of a channel constriction domain can increase fluid flow turbulence and fluid mixing when desirable.

[0075] Os dispositivos aqui divulgados podem incluir uma câmara de coleta (240) conectada hidraulicamente à saída de isolamento (234). Em algumas formas de realização, o dispositivo pode compreender ainda um ímã operativamente acoplado à câmara de coleta para produzir um campo magnético dentro da câmara de coleta. O ímã pode ser qualquer ímã capaz de fornecer um campo magnético dentro da câmara de coleta. Em algumas formas de realização, o campo magnético pode incluir um campo magnético oscilante. Um campo magnético oscilante é um campo magnético que varia regularmente (por exemplo, regularidade periódica automatizada) ou irregularmente (por exemplo, por controles baseados no usuário) ao longo do tempo. Um campo magnético oscilante inclui mudanças dinâmicas na orientação espacial dos pólos magnéticos norte e sul, de modo que a direção do campo magnético muda ao longo do tempo. Essas mudanças podem ser cíclicas ou irregulares. A inclusão de um ímã oscilante capaz de fornecer um campo magnético oscilante dentro da câmara de coleta pode induzir sondas magnéticas (por exemplo, esferas ou partículas magnéticas) dentro da câmara de coleta a se moverem dinamicamente dentro da câmara de coleta ao longo de uma direção do campo magnético. Conforme a direção do campo magnético muda, o movimento direcional das partículas magnéticas dentro da câmara de coleta também muda.[0075] The devices disclosed herein may include a collection chamber (240) hydraulically connected to the isolation outlet (234). In some embodiments, the device may further comprise a magnet operatively coupled to the collection chamber to produce a magnetic field within the collection chamber. The magnet can be any magnet capable of providing a magnetic field within the collection chamber. In some embodiments, the magnetic field can include an oscillating magnetic field. An oscillating magnetic field is a magnetic field that varies regularly (eg, automated periodic regularity) or irregularly (eg, by user-based controls) over time. An oscillating magnetic field includes dynamic changes in the spatial orientation of the north and south magnetic poles so that the direction of the magnetic field changes over time. These changes can be cyclical or irregular. The inclusion of an oscillating magnet capable of providing an oscillating magnetic field within the collection chamber can induce magnetic probes (eg, magnetic spheres or particles) within the collection chamber to dynamically move within the collection chamber along a direction of the magnetic field. As the direction of the magnetic field changes, the directional movement of the magnetic particles within the collection chamber also changes.

Isso pode ser usado para promover a interação (e associação/ ligação) entre as partículas magnéticas e os alvos presentes em um fluido na câmara de coleta.This can be used to promote interaction (and association/bonding) between magnetic particles and targets present in a fluid in the collection chamber.

Em algumas formas de realização, o campo magnético pode ser obtido a partir de um ímã permanente. O ímã permanente pode ser removido quando não estiver em uso, por exemplo, para desligar o campo magnético.In some embodiments, the magnetic field can be obtained from a permanent magnet. The permanent magnet can be removed when not in use, for example to turn off the magnetic field.

[0076] Em algumas formas de realização, o ímã pode ter qualquer formato, como um formato toroidal. Em algumas formas de realização, o ímã compreende uma bobina de Helmholtz ou um ímã permanente.[0076] In some embodiments, the magnet may have any shape, such as a toroidal shape. In some embodiments, the magnet comprises a Helmholtz coil or a permanent magnet.

[0077] O campo magnético pode estar presente em toda a largura da câmara de coleta. Em algumas formas de realização, o campo magnético pode estar sobre uma porção da câmara de coleta, por exemplo, ao longo de pelo menos 50%, pelo menos 60%, pelo menos 70%, pelo menos 80%, pelo menos 90% ou pelo menos 95% de toda a largura da câmara de coleta. Além disso, o campo magnético pode estar sobre outras porções do dispositivo microfluídico. Por exemplo, o campo magnético pode estar sobre uma ou mais de uma porção ou a totalidade do canal de mistura, da interseção de mistura, do canal de entrada de partículas ou outros componentes.[0077] The magnetic field can be present across the entire width of the collection chamber. In some embodiments, the magnetic field may be over a portion of the collection chamber, for example, over at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 80%, at least 90% or at least 95% of the entire width of the collection chamber. Also, the magnetic field may be over other portions of the microfluidic device. For example, the magnetic field can be over one or more of a portion or all of the mixing channel, mixing intersection, particle inlet channel, or other components.

[0078] Em algumas formas de realização, o dispositivo pode compreender uma bomba operativamente acoplada ao dispositivo microfluídico.[0078] In some embodiments, the device may comprise a pump operatively coupled to the microfluidic device.

A bomba pode ser qualquer bomba conhecida na técnica capaz de induzir fluxo de fluido dentro do dispositivo. Em algumas formas de realização, a bomba pode transmitir pressão negativa dentro do dispositivo, puxando assim o fluido através de um canal. Exemplos de bombas adequadas podem ser encontrados em US 2017/0065978 e US 2017/0001197, cada um dos quais são incorporados por referência em sua totalidade.The pump can be any pump known in the art capable of inducing fluid flow within the device. In some embodiments, the pump can transmit negative pressure within the device, thereby drawing fluid through a channel. Examples of suitable pumps can be found in US 2017/0065978 and US 2017/0001197, each of which are incorporated by reference in their entirety.

[0079] Voltando agora para a Figura 6, também é divulgado um dispositivo microfluídico (2000) que compreende uma câmara de cultura de células (2100) que compreende uma entrada de cultura de células (2102) e uma saída de cultura de células (2104), um canal de entrada de fluido (2202) e um canal de entrada de partículas (2204), em que a saída de cultura de células (2104), o canal de entrada de fluido (2202) e o canal de entrada de partículas (2204) convergem fluidamente em uma interseção de mistura (2200); um canal de mistura (2300) conectado de forma fluida à interseção de mistura (2200) e definindo um caminho para o fluxo de fluido da interseção de mistura para uma saída de mistura, em que a razão de uma largura da câmara de cultura de células (2100) para a maior a dimensão da seção transversal do canal de mistura (2300) é de pelo menos 5:1; e uma câmara de coleta (2400) fluidamente conectada à saída de mistura e compreende um ímã operativamente acoplado à câmara de coleta (2400) para produzir um campo magnético dentro da câmara de coleta. O canal de mistura (2300) pode compreender um canal de isolamento (2302) disposto entre a interseção de mistura (2200) e a saída de mistura.[0079] Turning now to Figure 6, a microfluidic device (2000) comprising a cell culture chamber (2100) comprising a cell culture inlet (2102) and a cell culture outlet (2104) is also disclosed. ), a fluid inlet channel (2022) and a particle inlet channel (2204), wherein the cell culture outlet (2104), the fluid inlet channel (2022) and the particle inlet channel (2004) fluidly converge at a mixing intersection (2200); a mixing channel (2300) fluidly connected to the mixing intersection (2200) and defining a path for fluid flow from the mixing intersection to a mixing outlet, wherein the ratio of a width of the cell culture chamber (2100) for the largest the cross-sectional dimension of the mixing channel (2300) is at least 5:1; and a collection chamber (2400) fluidly connected to the mixing outlet and comprises a magnet operatively coupled to the collection chamber (2400) to produce a magnetic field within the collection chamber. The mixing channel (2300) may comprise an isolation channel (2302) disposed between the mixing intersection (2200) and the mixing outlet.

[0080] Outro aspecto dos dispositivos microfluídicos fornecidos neste documento se refere a dispositivos microfluídicos multiplexados que contêm dois ou mais conjuntos de câmaras e/ou canais, incluindo a câmara de cultura de células, o canal de mistura, o canal de isolamento e a câmara de coleta. Configurar dois ou mais de tais canais e/ou câmaras em um único dispositivo microfluídico pode aumentar a taxa de transferência de processamento de amostra e/ou permitir o processamento paralelo de pelo menos duas amostras ou porções da amostra para diferentes frações ou manipulações. Duas ou mais câmaras e/ou canais podem ser dispostos em série, em paralelo ou em uma combinação dos mesmos.[0080] Another aspect of the microfluidic devices provided in this document refers to multiplexed microfluidic devices that contain two or more sets of chambers and/or channels, including the cell culture chamber, the mixing channel, the isolation channel and the chamber of collection. Setting up two or more such channels and/or chambers in a single microfluidic device can increase sample processing throughput and/or allow parallel processing of at least two samples or sample portions for different fractions or manipulations. Two or more chambers and/or channels can be arranged in series, in parallel or in a combination thereof.

[0081] Em algumas formas de realização de um dispositivo microfluídico multiplexado paralelo, dois ou mais canais de mistura podem ter entradas de amostra separadas dispostas no mesmo dispositivo microfluídico.[0081] In some embodiments of a parallel multiplexed microfluidic device, two or more mixing channels may have separate sample inputs arranged in the same microfluidic device.

Tal arranjo pode ser empregado para múltiplas amostras de fluido.Such an arrangement can be used for multiple fluid samples.

Alternativamente, a pluralidade dos canais de mistura pode ser conectada às mesmas entradas de amostra para processamento paralelo da mesma amostra de fluido. Além disso, os dois ou mais canais de mistura podem ter saídas separadas dispostas no mesmo dispositivo microfluídico ou estar conectadas à mesma saída. Em uma ou mais formas de realização, dispositivos microfluídicos multiplexados são contemplados com até 96 entradas de amostra.Alternatively, the plurality of mixing channels can be connected to the same sample inputs for parallel processing of the same fluid sample. Furthermore, the two or more mixing channels can have separate outlets arranged on the same microfluidic device or be connected to the same outlet. In one or more embodiments, multiplexed microfluidic devices are contemplated with up to 96 sample inputs.

[0082] Os dispositivos microfluídicos da presente divulgação podem ser usados em combinação com as várias composições, dispositivos, métodos, produtos e aplicações aqui divulgados. Em algumas formas de realização, os dispositivos microfluídicos podem ser um dispositivo microfluídico autônomo. Em algumas formas de realização, um ou mais dispositivos microfluídicos podem ser integrados como parte de um equipamento, módulo ou sistema. Em outras formas de realização, um ou mais dispositivos microfluídicos podem ser acoplados fluidamente a um equipamento, módulo ou sistema.[0082] The microfluidic devices of the present disclosure can be used in combination with the various compositions, devices, methods, products and applications disclosed herein. In some embodiments, the microfluidic devices can be a standalone microfluidic device. In some embodiments, one or more microfluidic devices can be integrated as part of an equipment, module, or system. In other embodiments, one or more microfluidic devices can be fluidly coupled to an equipment, module, or system.

[0083] Apenas a título de exemplo, um ou mais dispositivos microfluídicos e/ou dispositivos microfluídicos multiplexados podem ser acoplados fluidamente a um módulo de detecção. Conforme usado neste documento, o termo “acoplado fluidamente” se refere a dois ou mais dispositivos e/ou módulos conectados de uma maneira apropriada, de modo que um fluido possa passar ou fluir de um dispositivo ou módulo para o outro dispositivo ou módulo. Quando dois ou mais dispositivos e/ou módulos são acoplados fluidamente, dispositivos e/ou módulos adicionais podem estar presentes entre os dois ou mais dispositivos e/ou módulos.[0083] By way of example only, one or more microfluidic devices and/or multiplexed microfluidic devices may be fluidly coupled to a detection module. As used in this document, the term “fluidly coupled” refers to two or more devices and/or modules connected in an appropriate manner such that fluid can pass or flow from one device or module to the other device or module. When two or more devices and/or modules are fluidly coupled, additional devices and/or modules may be present between the two or more devices and/or modules.

[0084] Alternativamente, dois dos dois ou mais dispositivos e/ou módulos podem ser conectados de modo que um fluido possa passar ou fluir diretamente de um primeiro dispositivo ou módulo para um segundo dispositivo ou módulo sem quaisquer dispositivos ou módulos intervenientes. Dois ou mais dispositivos ou módulos podem ser acoplados fluidamente, por exemplo, conectando uma saída de um primeiro dispositivo ou módulo a uma entrada de um segundo dispositivo ou módulo usando tubulação, um conduíte, um canal, encanamento ou qualquer combinação dos mesmos.[0084] Alternatively, two of the two or more devices and/or modules can be connected so that a fluid can pass or flow directly from a first device or module to a second device or module without any intervening devices or modules. Two or more devices or modules can be fluidly coupled, for example, connecting an output of a first device or module to an input of a second device or module using tubing, a conduit, a channel, plumbing, or any combination thereof.

[0085] O módulo de detecção pode realizar qualquer método de detecção divulgado neste documento ou outros métodos conhecidos na técnica.[0085] The detection module can perform any detection method disclosed in this document or other methods known in the art.

Em algumas formas de realização, o módulo de detecção pode incluir um módulo de tratamento de amostra antes que a amostra seja detectada para análise. Por exemplo, os exossomos (incluindo ou excluindo as partículas imunomagnéticas) podem ser submetidos a imunocoloração antes da detecção por microscopia.In some embodiments, the detection module can include a sample treatment module before the sample is detected for analysis. For example, exosomes (including or excluding immunomagnetic particles) can be subjected to immunostaining prior to detection by microscopy.

Exemplos do módulo de detecção podem incluir, sem limitações, um microscópio (por exemplo, um microscópio de campo claro, um microscópio de fluorescência ou um microscópio confocal), um espectrofotômetro (por exemplo, espectrofotômetro UV-Vis), um contador de células, um laser de biocavidade (ver, por exemplo, Gourley et al., J. Phys. D: Appl. Phys. 36: R228-R239 (2003)), um espectrômetro de massa, um sistema de imagem, uma coluna de afinidade, um classificador de partículas, por exemplo, um classificador de célula ativada por fluorescência, eletroforese capilar, um dispositivo de armazenamento de amostra e dispositivo de preparação de amostra. Em algumas formas de realização, um sistema de computador pode ser conectado ao módulo de detecção, por exemplo, para facilitar o processo de tratamento, detecção e/ou análise da amostra.Examples of the detection module may include, without limitation, a microscope (eg a brightfield microscope, a fluorescence microscope or a confocal microscope), a spectrophotometer (eg a UV-Vis spectrophotometer), a cell counter, a biocavity laser (see, for example, Gourley et al., J. Phys. D: Appl. Phys. 36: R228-R239 (2003)), a mass spectrometer, an imaging system, an affinity column, a particle classifier, eg a fluorescence activated cell classifier, capillary electrophoresis, a sample storage device and sample preparation device. In some embodiments, a computer system can be connected to the detection module, for example, to facilitate the sample treatment, detection and/or analysis process.

MÉTODOS DE PRODUÇÃOPRODUCTION METHODS

[0086] Os dispositivos aqui descritos podem ser feitos de qualquer material que seja compatível com uma amostra de fluido. Em algumas formas de realização, o material para fabricação dos dispositivos aqui descritos pode ser penetrado por um campo magnético. Em algumas formas de realização, o material para fabricação dos dispositivos descritos neste documento pode ser substancialmente transparente, de modo que a amostra incluída nele possa ser fotoclivada in situ ou pode ser vista sob um microscópio, por exemplo, para análise in situ dos exossomos marcados magneticamente. Os materiais exemplificativos que podem ser usados para fabricar os dispositivos microfluídicos aqui descritos podem incluir, mas não estão limitados a, vidro, copolímero, polímero ou quaisquer combinações dos mesmos. Polímeros exemplificativos incluem, mas não estão limitados a, poliuretanos, borracha, plástico moldado, polimetilmetacrilato (PMMA), policarbonato, politetrafluoroetileno (TEFLON™), cloreto de polivinila (PVC), polidimetilsiloxano (PDMS), polissulfona e poliuretano alifático à base de éter.[0086] The devices described herein can be made of any material that is compatible with a fluid sample. In some embodiments, the material for fabricating the devices described herein can be penetrated by a magnetic field. In some embodiments, the material for fabrication of the devices described herein can be substantially transparent so that the sample included therein can be photocleaved in situ or can be viewed under a microscope, for example, for in situ analysis of labeled exosomes magnetically. Exemplary materials that can be used to fabricate the microfluidic devices described herein can include, but are not limited to, glass, copolymer, polymer, or any combinations thereof. Exemplary polymers include, but are not limited to, polyurethanes, rubber, molded plastic, polymethylmethacrylate (PMMA), polycarbonate, polytetrafluoroethylene (TEFLON™), polyvinyl chloride (PVC), polydimethylsiloxane (PDMS), polysulfone, and aliphatic ether-based polyurethane .

[0087] Os métodos usados na fabricação de quaisquer formas de realização dos dispositivos microfluídicos descritos neste documento podem variar com os materiais usados e incluem métodos de impressão 3D, métodos de litografia suave, micromontagem, métodos de microusinagem em massa, métodos de microusinagem de superfície, métodos litográficos padrão, gravação úmida, gravação iônica reativa, gravação por plasma, estereolitografia e métodos de escrita tridimensional química a laser, impressão de objeto sólido, usinagem, métodos de montagem modular, métodos de moldagem de réplica, métodos de moldagem por injeção, métodos de moldagem a quente, métodos de ablação a laser, combinações de métodos e outros métodos conhecidos na técnica.[0087] The methods used in the fabrication of any embodiments of the microfluidic devices described in this document may vary with the materials used and include 3D printing methods, soft lithography methods, microassembly, bulk micromachining methods, surface micromachining methods , standard lithographic methods, wet etching, reactive ion etching, plasma etching, stereolithography and laser chemical three-dimensional writing methods, solid object printing, machining, modular assembly methods, replica molding methods, injection molding methods, hot molding methods, laser ablation methods, combinations of methods and other methods known in the art.

[0088] Em formas de realização específicas, os dispositivos microfluídicos aqui descritos podem ser fabricados usando uma impressora 3D.[0088] In specific embodiments, the microfluidic devices described herein can be manufactured using a 3D printer.

Por exemplo, os métodos de fabricação dos dispositivos microfluídicos podem incluir o fornecimento de três peças de moldes de PDMS, incluindo uma base, parede e suporte de ímã superior, como mostrado na Figura 7. O molde pode ser impresso em uma impressora 3D. Os moldes podem ser revestidos com paládio Sportline a uma espessura de 20 nm seguido de montagem usando métodos conhecidos na técnica. A câmara de células PDMS pode ser dimensionada de forma que, quando estiver cheia, a câmara de cultura de células tenha uma extremidade aberta para o plugue da câmara. O PDMS pode ser moldado em uma razão de 10 :1 com um reagente de ligação e incubado a uma temperatura de 40 °C por 6 horas. Depois que o PDMS estiver curado, ele pode ser removido facilmente. As entradas e saídas de chips podem ser perfuradas usando um perfurador. Os chips de PDMS podem então ser pós- colados em uma almofada quente à temperatura de 40 °C por 5 minutos. Os chips podem ser limpos com água DI e esterilizados em autoclave (a 121 °C por 30 minutos).For example, manufacturing methods for microfluidic devices might include providing three pieces of PDMS molds, including a base, wall, and top magnet holder, as shown in Figure 7. The mold can be printed on a 3D printer. The molds can be coated with Sportline palladium to a thickness of 20 nm followed by assembly using methods known in the art. The PDMS cell chamber can be sized so that, when full, the cell culture chamber has an open end for the chamber plug. PDMS can be molded at a ratio of 10 :1 with a binding reagent and incubated at 40°C for 6 hours. Once the PDMS is cured, it can be removed easily. Chip inputs and outputs can be punched using a punch. The PDMS chips can then be post-glued onto a hot pad at 40°C for 5 minutes. Chips can be cleaned with DI water and sterilized in an autoclave (at 121°C for 30 minutes).

MÉTODOS DE USOMETHODS OF USE

[0089] Conforme discutido neste documento, os dispositivos microfluídicos divulgados podem ser usados para isolar, capturar, manipular e liberar vesículas extracelulares modificadas por engenharia e várias estruturas biológicas semelhantes a vesículas. Em certas formas de realização, as vesículas extracelulares modificadas por engenharia são exossomos imunogênicos. Conforme usado neste documento, o termo “exossomo” geralmente se refere a vesículas liberadas externamente originadas do compartimento endossômico ou quaisquer células, por exemplo, células tumorais (por exemplo, células de câncer de próstata) e células do sistema imunológico (por exemplo, células apresentadoras de antígeno, tais como células dendríticas, macrófagos, mastócitos, linfócitos T ou linfócitos B). Os exossomos são geralmente vesículas de membrana com um tamanho de cerca de 20 a 150 nm que são liberadas de uma variedade de tipos de células diferentes, incluindo células tumorais, glóbulos vermelhos, plaquetas, linfócitos e células dendríticas. Os exossomos podem ser formados por invaginação e brotamento da membrana dos endossomos tardios. Eles podem se acumular em corpos multivesiculares citosólicos (MVBs) de onde podem ser liberados por fusão com a membrana plasmática. Sem querer ser limitado pela teoria, o processo de liberação de vesículas é particularmente ativo em células em proliferação, como as células de câncer, onde a liberação pode ocorrer continuamente. Quando liberados das células tumorais, os exossomos podem promover invasão e migração. Assim, em algumas formas de realização, as partículas imunomagnéticas aqui descritas podem ser usadas para capturar exossomos originários de células de câncer. Dependendo da origem celular, os exossomos podem recrutar várias proteínas celulares que podem ser diferentes da membrana plasmática, incluindo moléculas de MHC, tetraspaninas, moléculas de adesão e metaloproteinases. Entre muitos subtipos de exossomos, os exossomos imunogênicos com uma carga útil intrínseca de moléculas MHC classe I e II e outras moléculas coestimulatórias são capazes de mediar as respostas imunológicas, o que abre oportunidades para o desenvolvimento de novas vacinas contra o câncer e entrega em imunoterapia.[0089] As discussed in this document, the microfluidic devices disclosed can be used to isolate, capture, manipulate and release engineered extracellular vesicles and various vesicle-like biological structures. In certain embodiments, the engineered extracellular vesicles are immunogenic exosomes. As used in this document, the term "exosome" generally refers to externally released vesicles arising from the endosomal compartment or any cells, eg tumor cells (eg prostate cancer cells) and immune system cells (eg cells antigen presenting cells such as dendritic cells, macrophages, mast cells, T lymphocytes or B lymphocytes). Exosomes are usually membrane vesicles with a size of about 20 to 150 nm that are released from a variety of different cell types, including tumor cells, red blood cells, platelets, lymphocytes, and dendritic cells. Exosomes can be formed by invagination and budding of the membrane of late endosomes. They can accumulate in cytosolic multivesicular bodies (MVBs) from where they can be released by fusion with the plasma membrane. Without wishing to be bound by theory, the vesicle release process is particularly active in proliferating cells, such as cancer cells, where release can occur continuously. When released from tumor cells, exosomes can promote invasion and migration. Thus, in some embodiments, the immunomagnetic particles described herein can be used to capture exosomes originating from cancer cells. Depending on the cellular origin, exosomes can recruit several cellular proteins that may differ from the plasma membrane, including MHC molecules, tetraspanins, adhesion molecules and metalloproteinases. Among many exosomes subtypes, immunogenic exosomes with an intrinsic payload of class I and II MHC molecules and other costimulatory molecules are able to mediate immune responses, which opens up opportunities for the development of new cancer vaccines and delivery in immunotherapy .

[0090] Por conseguinte, também são fornecidos aqui métodos de produção de exossomos imunogênicos em um dispositivo microfluídico aqui divulgado. Os métodos de produção de complexos de exossomo imunogênicos pode compreender a introdução de células para dentro da câmara de cultura de células do dispositivo de microfluidos. As células na câmara de cultura de células podem incluir quaisquer células das quais as vesículas extracelulares podem ser obtidas. Essas células incluem células dendríticas, células tronco, células do sistema imunológico, células progenitoras de megacariócitos, macrófagos ou combinações das mesmas.[0090] Therefore, methods of producing immunogenic exosomes in a microfluidic device disclosed herein are also provided herein. Methods of producing immunogenic exosome complexes may comprise introducing cells into the cell culture chamber of the microfluidic device. The cells in the cell culture chamber can include any cells from which extracellular vesicles can be obtained. These cells include dendritic cells, stem cells, immune system cells, megakaryocyte progenitor cells, macrophages or combinations thereof.

[0091] O método para a produção de exossomos imunogênicos pode incluir ainda a cultura das células em condições que permitem a liberação de exossomos. Em algumas formas de realização, os métodos podem incluir enriquecer ou expandir o número de exossomos presentes na amostra de células por meio da mediação do crescimento de suas células parentais usando estímulos conhecidos na técnica. Os métodos convencionais para cultivar uma célula parental para produzir exossomos são conhecidos na técnica e podem ser usados nos métodos aqui divulgados. Em algumas formas de realização, as células podem ser cultivadas por um período de tempo, por exemplo, pelo menos cerca de 30 minutos, pelo menos cerca de 45 minutos, pelo menos cerca de 1 hora, pelo menos cerca de 2 horas, pelo menos cerca de 3 horas, pelo menos cerca de 5 horas, pelo menos cerca de 6 horas, pelo menos cerca de 8 horas, pelo menos cerca de 10 horas, pelo menos cerca de 12 horas, pelo menos cerca de 15 horas, pelo menos cerca de 18 horas, pelo menos cerca de 20 horas, pelo menos cerca de 24 horas, pelo menos cerca de 30 horas, pelo menos cerca de 36 horas, pelo menos cerca de 40 horas ou pelo menos cerca de 48 horas.[0091] The method for the production of immunogenic exosomes can further include culturing the cells under conditions that allow the release of exosomes. In some embodiments, the methods may include enriching or expanding the number of exosomes present in the cell sample by mediating the growth of their parent cells using stimuli known in the art. Conventional methods for culturing a parent cell to produce exosomes are known in the art and can be used in the methods disclosed herein. In some embodiments, cells can be cultured for a period of time, for example, at least about 30 minutes, at least about 45 minutes, at least about 1 hour, at least about 2 hours, at least about 3 hours, at least about 5 hours, at least about 6 hours, at least about 8 hours, at least about 10 hours, at least about 12 hours, at least about 15 hours, at least about 18 hours, at least about 20 hours, at least about 24 hours, at least about 30 hours, at least about 36 hours, at least about 40 hours, or at least about 48 hours.

[0092] O método para produzir o complexo de exossomos imunogênicos pode compreender ainda a mistura da cultura de células compreendendo exossomos com partículas imunomagnéticas para capturar os exossomos e uma solução de lavagem para formar uma mistura. Em algumas formas de realização, os métodos incluem a introdução dos exossomos da cultura de células em um canal de mistura e a mistura dos exossomos com partículas imunomagnéticas e um tampão de lavagem para formar uma mistura.[0092] The method for producing the immunogenic exosomes complex may further comprise mixing the cell culture comprising exosomes with immunomagnetic particles to capture the exosomes and a washing solution to form a mixture. In some embodiments, the methods include introducing the cell culture exosomes into a mixing channel and mixing the exosomes with immunomagnetic particles and a wash buffer to form a mixture.

As partículas imunomagnéticas podem ser introduzidas no canal de mistura por meio do canal de entrada de partículas e o tampão de lavagem pode ser introduzido no canal de mistura por meio do canal de entrada de fluido.Immunomagnetic particles can be introduced into the mixing channel via the particle inlet channel and wash buffer can be introduced into the mixing channel via the fluid inlet channel.

[0093] As partículas imunomagnéticas podem se ligar seletivamente aos exossomos presentes na cultura de células para formar partículas imunomagnéticas ligadas ao exossomo. Por conseguinte, o método pode incluir permitir que os exossomos reajam com as partículas imunomagnéticas. As partículas imunomagnéticas podem incluir uma partícula magnética e ser de qualquer forma, incluindo, mas não se limitando a, esférica, em haste, elíptica, cilíndrica e em disco. Em algumas formas de realização, as partículas magnéticas com uma forma substancialmente esférica e química de superfície definida podem ser usadas para minimizar a aglutinação química e ligação não específica. Conforme usado neste documento, o termo “partículas magnéticas” pode se referir a uma partícula em escala nanométrica ou micro que é atraída ou repelida por um gradiente de campo magnético ou tem uma susceptibilidade magnética diferente de zero. As partículas magnéticas podem ser ferromagnéticas, paramagnéticas ou super-paramagnéticas. Em algumas formas de realização, as partículas magnéticas podem ser super- paramagnéticas.[0093] Immunomagnetic particles can selectively bind to exosomes present in cell culture to form immunomagnetic particles bound to the exosome. Therefore, the method can include allowing the exosomes to react with the immunomagnetic particles. Immunomagnetic particles can include a magnetic particle and be of any shape, including, but not limited to, spherical, rod, elliptical, cylindrical and disk. In some embodiments, magnetic particles having a substantially spherical shape and defined surface chemistry can be used to minimize chemical agglutination and non-specific binding. As used in this document, the term "magnetic particles" can refer to a particle on the nanometer or microscale that is attracted or repelled by a magnetic field gradient or has a non-zero magnetic susceptibility. Magnetic particles can be ferromagnetic, paramagnetic or super-paramagnetic. In some embodiments, the magnetic particles can be super-paramagnetic.

[0094] As partículas magnéticas podem variar em tamanho de 1 nm a 5 mícrons. Por exemplo, as partículas magnéticas podem ter cerca de 500 nm a cerca de 5 mícrons de tamanho. Em algumas formas de realização, as partículas magnéticas podem ter cerca de 1 mícron a cerca de 5 mícrons de tamanho. Em algumas formas de realização, as partículas magnéticas podem ter cerca de 1 mícron a cerca de 3 mícrons de tamanho. Partículas magnéticas são uma classe de partículas que podem ser manipuladas usando campo magnético e/ou gradiente de campo magnético. Essas partículas geralmente consistem em elementos magnéticos tais como ferro, níquel e cobalto e seus compostos de óxido. Partículas magnéticas (incluindo nanopartículas ou micropartículas) são bem conhecidas e métodos para sua preparação foram descritos na técnica. As partículas magnéticas também estão amplamente disponíveis no mercado. Uma partícula particularmente preferida é uma partícula magnética tendo uma camada de óxido de grafeno ou revestimento que é compreendido por nanofolhas de óxido de grafeno, conforme descrito em US 2018/0100853, depositado em 9 de outubro de 2017, incorporado por referência em sua totalidade neste documento.[0094] Magnetic particles can range in size from 1 nm to 5 microns. For example, magnetic particles can be from about 500 nm to about 5 microns in size. In some embodiments, magnetic particles can be from about 1 micron to about 5 microns in size. In some embodiments, magnetic particles can be from about 1 micron to about 3 microns in size. Magnetic particles are a class of particles that can be manipulated using magnetic field and/or magnetic field gradient. These particles generally consist of magnetic elements such as iron, nickel and cobalt and their oxide compounds. Magnetic particles (including nanoparticles or microparticles) are well known and methods for their preparation have been described in the art. Magnetic particles are also widely available on the market. A particularly preferred particle is a magnetic particle having a graphene oxide layer or coating that is comprised of graphene oxide nanosheets, as described in US 2018/0100853, filed October 9, 2017, incorporated by reference in its entirety herein. document.

[0095] As partículas magnéticas podem ser revestidas com uma pluralidade de ligantes compreendendo respectivas sondas de afinidade (moléculas) para capturar o alvo (tal como um peptídeo antígeno ou epítopo antigênico do mesmo) sem efeito adverso na propriedade magnética. A este respeito, a partícula magnética pode ser funcionalizada com uma porção orgânica ou grupo funcional e ligante fotoclivável que pode conectar a partícula magnética às respectivas sondas de afinidade para capturar os exossomos. Tal porção orgânica ou grupos funcionais pode compreender tipicamente uma ligação direta ou um átomo, tais como oxigênio ou enxofre, uma unidade, como grupos amino, grupos de ácido carboxílico, grupos epóxi, grupos tosila, grupos semelhantes a sílica, grupos carbonila, grupos amida, SO, SO2, SO2NH, SS, ou uma cadeia de átomos.[0095] Magnetic particles can be coated with a plurality of ligands comprising respective affinity probes (molecules) to capture the target (such as an antigenic peptide or antigenic epitope thereof) without adverse effect on the magnetic property. In this regard, the magnetic particle can be functionalized with an organic moiety or functional group and photocleavable linker that can connect the magnetic particle to the respective affinity probes to capture the exosomes. Such organic moiety or functional groups may typically comprise a direct bond or an atom such as oxygen or sulfur, a moiety such as amino groups, carboxylic acid groups, epoxy groups, tosyl groups, silica-like groups, carbonyl groups, amide groups , SO, SO2, SO2NH, SS, or a chain of atoms.

[0096] Em certas formas de realização, as partículas magnéticas podem ser revestidas com um membro de um par de ligação de afinidade que pode facilitar a conjugação das partículas magnéticas à sonda de afinidade para capturar os exossomos. O termo “par de ligação de afinidade” ou “par de ligação” refere-se a primeira e segunda moléculas que se ligam especificamente uma à outra. Um membro do par de ligação é conjugado com a primeira parte a ser ligada enquanto o segundo membro é conjugado com a segunda parte a ser ligada. Pares de ligação exemplificativos incluem qualquer composto haptênico ou antigênico em combinação com um anticorpo correspondente ou porção de ligação ou fragmento do mesmo (por exemplo, digoxigenina e antidigoxigenina; imunoglobulina de camundongo e imunoglobulina anti-camundongo de cabra) e pares de ligação não imunológica (por exemplo, biotina-avidina, biotina- estreptavidina, biotina-neutravidina, hormônio [por exemplo, proteína de ligação ao hormônio tiroxina e cortisol, agonista receptor-receptor, antagonista receptor- receptor (por exemplo, receptor de acetilcolina-acetilcolina ou um análogo do mesmo), IgG-proteína A, IgG-proteína G, Proteína AG sintetizada por IgG, lectina-carboidrato, cofator enzima-enzima, inibidor enzima-enzima e pares de oligonucleotídeos complementares capazes de formar duplexos de ácido nucleico) e semelhantes. O par de ligação também pode incluir uma primeira molécula que está carregada negativamente e uma segunda molécula que está carregada positivamente.[0096] In certain embodiments, the magnetic particles can be coated with a member of an affinity binding pair that can facilitate the conjugation of the magnetic particles to the affinity probe to capture the exosomes. The term "affinity binding pair" or "binding pair" refers to the first and second molecules that specifically bind to each other. One member of the binding pair is conjugated to the first part to be linked while the second member is conjugated to the second part to be linked. Exemplary binding pairs include any haptenic or antigenic compound in combination with a corresponding antibody or binding portion or fragment thereof (eg, digoxigenin and antidigoxigenin; mouse immunoglobulin and goat anti-mouse immunoglobulin) and non-immunological binding pairs ( eg biotin-avidin, biotin-streptavidin, biotin-neutravidin, hormone [eg, hormone-binding protein thyroxine and cortisol, receptor-receptor agonist, receptor-receptor antagonist (eg, acetylcholine-acetylcholine receptor or an analogue of the same), IgG-protein A, IgG-protein G, Protein AG synthesized by IgG, lectin-carbohydrate, enzyme-enzyme cofactor, enzyme-enzyme inhibitor and pairs of complementary oligonucleotides capable of forming nucleic acid duplexes) and the like. The binding pair can also include a first molecule that is negatively charged and a second molecule that is positively charged.

[0097] Um exemplo de utilização da conjugação de pares de ligação é a conjugação biotina-avidina, biotina-estreptavidina ou biotina- neutravidina. Consequentemente, em algumas formas de realização, as partículas magnéticas podem ser revestidas com moléculas do tipo avidina (por exemplo, estreptavidina ou neutravidina), que podem ser conjugadas a ligações biotiniladas para uso como moléculas de captura.[0097] An example of the use of binding pair conjugation is the conjugation biotin-avidin, biotin-streptavidin or biotin-neutralavidin. Consequently, in some embodiments, magnetic particles can be coated with avidin-like molecules (e.g., streptavidin or neutrovidin), which can be coupled to biotinylated bonds for use as capture molecules.

[0098] Em algumas formas de realização, as partículas magnéticas podem ainda ser funcionalizadas com uma porção química clivável que pode ligar as partículas magnéticas à sonda de afinidade para capturar os exossomos e é suscetível a um agente/ condições de clivagem externamente aplicado, por exemplo, luz UV, pH, potencial redox ou a presença de moléculas degradativas, como enzimas. Em exemplos específicos, o ligante clivável pode ser conjugado a um membro de um par de ligação (como biotina) em uma extremidade funcional para se ligar às partículas magnéticas e a outra extremidade funcional fornece uma sonda de afinidade para capturar exossomos. Assim, após os exossomos ligados às partículas magnéticas serem separados de uma amostra de fluido, os exossomos podem ser separados das partículas magnéticas, se necessário, clivando a porção química clivável entre as partículas magnéticas e a sonda de afinidade.[0098] In some embodiments, the magnetic particles can be further functionalized with a chemical cleavable moiety that can bind the magnetic particles to the affinity probe to capture the exosomes and is susceptible to an externally applied cleavage agent/conditions, for example , UV light, pH, redox potential or the presence of degradative molecules such as enzymes. In specific examples, the cleavable linker can be attached to a member of a binding pair (such as biotin) on one functional end to bind to magnetic particles and the other functional end provides an affinity probe to capture exosomes. Thus, after the exosomes attached to the magnetic particles are separated from a fluid sample, the exosomes can be separated from the magnetic particles, if necessary, by cleaving the chemical cleavable portion between the magnetic particles and the affinity probe.

[0099] Grupos de ligação cliváveis exemplificativos incluem, mas não estão limitados a, grupos de ligação cliváveis fotocliváveis e redox (por exemplo, -OC(O)NH-, -S-S- e -C(R)2-S-S-, em que R é H ou alquila C1-C6); grupos de ligação cliváveis à base de fosfato (por exemplo, -O-P(O)(OR)-O-, -O- P(S)(OR)-O-, e -O-P(S)(H)-S-, em que R é alquila C1-C10 opcionalmente substituída linear ou ramificada); grupos de ligação cliváveis por ácido (por exemplo, hidrazonas, ésteres e ésteres de aminoácidos, -C=NN- e -OC(O)-); grupos de ligação cliváveis à base de éster (por exemplo, -C(O)O-); grupos de ligação cliváveis com base em peptídeo, (por exemplo, grupos de ligação que são clivados por enzimas, tais como peptidases e proteases em células, por exemplo, -NHCHRAC(O)NHCHRBC(O)-, onde RA e RB são os grupos R dos dois aminoácidos adjacentes).[0099] Exemplary cleavable linking groups include, but are not limited to, photocleavable and redox cleavable linking groups (for example, -OC(O)NH-, -SS- and -C(R)2-SS-, in that R is H or C1-C6 alkyl; phosphate-based cleavable linking groups (for example, -OP(O)(OR)-O-, -O- P(S)(OR)-O-, and -OP(S)(H)-S- , wherein R is optionally substituted straight or branched C 1 -C 10 alkyl); acid cleavable linking groups (for example, hydrazones, amino acid esters and esters, -C=NN- and -OC(O)-); ester-based cleavable linking groups (for example, -C(O)O-); peptide-based cleavable linking groups, (eg linking groups that are cleaved by enzymes such as peptidases and proteases in cells, for example -NHCHRAC(O)NHCHRBC(O)-, where RA and RB are the R groups of the two adjacent amino acids).

[00100] Em algumas formas de realização, o grupo de ligação clivável é um grupo fotoclivável que pode ser clivado por luz UV. Exemplos específicos de grupos fotocliváveis incluem derivados de orto nitrobenzila e benzilsulfonila, tais como 6-nitroveratriloxicarbonila (NVOC), 2- nitrobenziloxicarbonila (NBOC), α,α-dimetil-dimetoxibenziloxicarbonila (DDZ), orto-nitrobenzila (ONB), 1-(2-nitrofenil)etila (NPE), alfa-carboxi-2-nitrobenzila (CNB), 4,5-dimetoxi-2-nitrobenzila (DMNB), 1-(4,5-dimetoxi-2-nitrofenil)etila (DMNPE), 5-carboximetoxi-2-nitrobenzila (CMNB) e (5-carboximetoxi-2- nitrobenzil)oxi)carbonila (CMNCBZ). Será apreciado que os substituintes no núcleo aromático são selecionados para ajustar o comprimento de onda de absorção, com grupos doadores de elétrons (por exemplo, metoxi) geralmente levando a uma absorção de comprimento de onda mais longo. Por exemplo, nitrobenzila (NB) e nitrofeniletila (NPE) são modificados pela adição de dois resíduos de metoxi em 4,5-dimetoxi-2-nitrobenzila e 1-(4,5-dimetoxi-2- nitrofenil)etila, respectivamente, aumentando assim a faixa de comprimento de onda de absorção a 340 a 360 nm. Exemplos adicionais dos grupos de proteção foto-removíveis incluem compostos nitro-aromáticos multiplamente substituídos contendo um hidrogênio benzílico orto do grupo nitro, em que o substituinte pode incluir alcoxi, alquil, halo, aril, alquenil, nitro, halo ou hidrogênio. Outros materiais que podem ser usados incluem derivados de o-hidroxi-α-metil cinamoil, grupos fotocliváveis com base no sistema de cumarina, tal como BHC (tal como descrito na Patente US No. 6.472.541, cuja divulgação é incorporada neste documento por referência), grupo fotoclivável compreendendo o grupo pHP (tal como descrito em Givens et al., J. Am. Chem. Soc. 122 2687-2697 (2000), cuja divulgação é aqui incorporada por referência), ligantes derivados de cetoprofeno, outros andaimes (scaffolds) de núcleo aromático orto-nitro incluem aqueles que prendem subprodutos nitrosos em uma reação hetero Diels Alder (geralmente discutido no Pedido de Patente US 2010/0105120, cuja divulgação é incorporada neste documento por referência), cromóforo de nitrodibenzofurano (NDBF) ou um diazo-azida. Outros exemplos de grupos fotocliváveis podem ser encontrados em, por exemplo, Patchornik, J. Am. Chem. Soc. (1970) 92: 6333 e Amit et al., J. Org. Chem. (1974) 39:192, cujas divulgações são aqui incorporadas por referência.[00100] In some embodiments, the cleavable linking group is a photocleavable group that can be cleaved by UV light. Specific examples of photocleavable groups include ortho nitrobenzyl and benzylsulfonyl derivatives such as 6-nitroveratryloxycarbonyl (NVOC), 2-nitrobenzyloxycarbonyl (NBOC), α,α-dimethyl-dimethoxybenzyloxycarbonyl (DDZ), ortho-nitrobenzyl (ONB), 1-( 2-nitrophenyl)ethyl (NPE), alpha-carboxy-2-nitrobenzyl (CNB), 4,5-dimethoxy-2-nitrobenzyl (DMNB), 1-(4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl)ethyl (DMNPE) , 5-carboxymethoxy-2-nitrobenzyl (CMNB) and (5-carboxymethoxy-2-nitrobenzyl)oxy)carbonyl (CMNCBZ). It will be appreciated that the substituents on the aromatic nucleus are selected to adjust the absorption wavelength, with electron donor groups (eg, methoxy) generally leading to longer wavelength absorption. For example, nitrobenzyl (NB) and nitrophenylethyl (NPE) are modified by adding two methoxy residues to 4,5-dimethoxy-2-nitrobenzyl and 1-(4,5-dimethoxy-2-nitrophenyl)ethyl, respectively, increasing thus the absorption wavelength range at 340 to 360 nm. Additional examples of photo-removable protecting groups include multiply substituted nitro-aromatic compounds containing a benzyl hydrogen ortho to the nitro group, where the substituent may include alkoxy, alkyl, halo, aryl, alkenyl, nitro, halo or hydrogen. Other materials that can be used include o-hydroxy-α-methyl cinnamoyl derivatives, photocleavable groups based on the coumarin system, such as BHC (as described in US Patent No. 6,472,541, the disclosure of which is incorporated herein by reference), photocleavable group comprising the pHP group (as described in Givens et al., J. Am. Chem. Soc. 122 2687-2697 (2000), the disclosure of which is incorporated herein by reference), linkers derived from ketoprofen, others ortho-nitro aromatic core scaffolds include those that trap nitrous by-products in a hetero Diels Alder reaction (generally discussed in US Patent Application 2010/0105120, the disclosure of which is incorporated herein by reference), nitrodibenzofuran chromophore (NDBF) or a diazo-azide. Other examples of photocleavable groups can be found in, for example, Patchornik, J. Am. Chem. Soc. (1970) 92: 6333 and Amit et al., J. Org. Chem. (1974) 39:192, the disclosures of which are incorporated herein by reference.

[00101] Conforme discutido acima, um grupo fotoclivável é aquele cuja ligação covalente a uma molécula (tal como a um membro de um par de ligação, por exemplo, biotina em uma extremidade funcional e a outra extremidade funcional a uma sonda de afinidade ) é clivada pela exposição à luz a um comprimento de onda apropriado. Em um aspecto, a liberação da sonda de afinidade e/ou par de ligação ocorre quando o conjugado é submetido à luz ultravioleta ou próxima à luz ultravioleta. Por exemplo, a fotoreliberação da sonda de afinidade pode ocorrer em um comprimento de onda que varia de cerca de 200 a 380 nm (o comprimento de onda ou faixa de comprimento de onda exata dependerá do grupo fotoclivável específico usado e pode ser, por exemplo, 200,[00101] As discussed above, a photocleavable group is one whose covalent attachment to a molecule (such as to a member of a binding pair, eg biotin at one functional end and the other functional end to an affinity probe) is cleaved by exposure to light at an appropriate wavelength. In one aspect, release from the affinity probe and/or binding pair occurs when the conjugate is subjected to ultraviolet light or near ultraviolet light. For example, affinity probe photorelease can occur at a wavelength ranging from about 200 to 380 nm (the exact wavelength or wavelength range will depend on the specific photocleavable group used and may be, for example, 200,

210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290, 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370 ou 380 ou algum intervalo entre eles). Em outro aspecto, a liberação da sonda de afinidade pode ocorrer quando o conjugado é submetido à luz visível.210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290, 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370 or 380 or some interval between them). In another aspect, release of the affinity probe can occur when the conjugate is subjected to visible light.

Por exemplo, a fotoliberação da sonda de afinidade pode ocorrer em um comprimento de onda que varia de cerca de 380 a 780 nm (o comprimento de onda exato ou a faixa de comprimento de onda dependerá do grupo fotoclivável específico usado e pode ser, por exemplo, 380, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750 ou 780, ou algum intervalo entre as mesmas).For example, photorelease from the affinity probe can occur at a wavelength ranging from about 380 to 780 nm (the exact wavelength or wavelength range will depend on the specific photocleavable group used and may be, for example, , 380, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750 or 780, or some interval between them).

[00102] Conforme descrito neste documento, as partículas magnéticas compreendem ainda uma sonda de afinidade (também referida aqui como uma molécula para capturar os exossomos ou molécula de captura). Tal como aqui utilizado, o termo “sonda de afinidade” ou “molécula de captura” refere-se a qualquer molécula, célula ou material particulado. Sondas de afinidade adequadas compreendendo uma partícula magnética são descritas em US 2017/0065978 e US 2017/0001197, cada uma das quais são incorporadas por referência na sua totalidade. As sondas de afinidade podem compreender um elemento de ligação que se liga especificamente ao alvo (exossomo ou outras vesículas extracelulares) de interesse. Por exemplo, o elemento de ligação pode ser um oligômero de ácido nucleico, anticorpo, enzima, hormônio, fator de crescimento, citocina (por exemplo, citocinas inflamatórias), proteínas, peptídeo, príon, lectina, oligonucleotídeo, carboidrato, lipídeo, toxina molecular e química ou outro elemento de ligação que tem alta afinidade e alta especificidade para o alvo, e especificidade para uma proteína de superfície designada no alvo. Um ou mais elementos de ligação (por exemplo, um peptídeo) podem ser ligados à partícula magnética por meio do ligante clivável por métodos conhecidos na técnica. Geralmente, um elemento de ligação tem uma constante de afinidade (Ka) maior do que cerca de 105 M-1 (por exemplo, 106 M-1, 107 M-1, 108 M-1, 109 M-1, 1010 M-1, 1011 M-1 e 1012 M-1 ou mais) com o alvo, particularmente exossomo ou outras vesículas extracelulares.[00102] As described in this document, magnetic particles further comprise an affinity probe (also referred to herein as a molecule to capture exosomes or a capture molecule). As used herein, the term "affinity probe" or "capture molecule" refers to any molecule, cell or particulate material. Suitable affinity probes comprising a magnetic particle are described in US 2017/0065978 and US 2017/0001197, each of which are incorporated by reference in their entirety. Affinity probes can comprise a binding member that specifically binds to the target (exosome or other extracellular vesicles) of interest. For example, the linker can be a nucleic acid oligomer, antibody, enzyme, hormone, growth factor, cytokine (eg, inflammatory cytokines), proteins, peptide, prion, lectin, oligonucleotide, carbohydrate, lipid, molecular toxin and chemical or other binding element that has high affinity and high specificity for the target, and specificity for a designated surface protein on the target. One or more linkers (for example, a peptide) can be linked to the magnetic particle via the cleavable linker by methods known in the art. Generally, a linker has an affinity constant (Ka) greater than about 105 M-1 (for example, 106 M-1, 107 M-1, 108 M-1, 109 M-1, 1010 M- 1, 1011 M-1 and 1012 M-1 or more) with the target, particularly exosome or other extracellular vesicles.

[00103] Em certas formas de realização, a sonda de afinidade inclui um peptídeo antigênico ou epítopo antigênico do mesmo. Tal como aqui utilizado, o termo “antígenos” refere-se a uma molécula ou porção de uma molécula capaz de ser ligada por um agente de ligação seletivo, como um anticorpo, e adicionalmente capaz de ser usada em um animal para induzir a produção de anticorpos capazes de ligação a um epítopo desse antígeno. Um antígeno pode ter um ou mais epítopos. O termo “antígeno” também pode se referir a uma molécula capaz de ser ligada por um anticorpo ou um receptor de células T (TCR) se apresentado por moléculas de MHC. O termo “antígeno”, tal como aqui utilizado, também abrange epítopos de células T. Um antígeno é adicionalmente capaz de ser reconhecido pelo sistema imunológico e/ou ser capaz de induzir uma resposta imunológica humoral e/ou resposta imunológica celular levando à ativação de linfócitos B e/ou T. Um antígeno pode ter um ou mais epítopos (epítopos B e T). A reação específica referida acima pretende indicar que o antígeno irá preferencialmente reagir, tipicamente de uma maneira altamente seletiva, com o seu anticorpo ou TCR correspondente e não com a multidão de outros anticorpos ou TCRs que podem ser evocados por outros antígenos. Os antígenos, conforme usados aqui, também podem ser misturas de vários antígenos individuais.[00103] In certain embodiments, the affinity probe includes an antigenic peptide or antigenic epitope thereof. As used herein, the term "antigens" refers to a molecule or portion of a molecule capable of being bound by a selective binding agent, such as an antibody, and additionally capable of being used in an animal to induce the production of antibodies capable of binding to an epitope of that antigen. An antigen can have one or more epitopes. The term "antigen" can also refer to a molecule capable of being bound by an antibody or a T-cell receptor (TCR) if presented by MHC molecules. The term "antigen" as used herein also encompasses T cell epitopes. An antigen is additionally capable of being recognized by the immune system and/or being capable of inducing a humoral immune response and/or cellular immune response leading to activation of B and/or T lymphocytes. An antigen can have one or more epitopes (B and T epitopes). The specific reaction referred to above is intended to indicate that the antigen will preferentially react, typically in a highly selective manner, with its corresponding antibody or TCR and not with the multitude of other antibodies or TCRs that may be evoked by other antigens. Antigens, as used here, can also be mixtures of several individual antigens.

[00104] Conforme descrito acima, a sonda de afinidade (antígeno) pode ser uma proteína ou um peptídeo. Em algumas formas de realização, a proteína ou peptídeo pode ser essencialmente qualquer proteína que pode ativar células do sistema imunológico e/ou respostas imunológicas primárias, ligar-se a uma célula rara, por exemplo, uma célula tumoral circulante, uma célula tronco e/ou um micróbio. A título de exemplo apenas, se a espécie alvo for câncer, proteínas ou peptídeos exemplificativos ou outra molécula que podem ser usados para gerar sondas de afinidade para câncer podem incluir, mas não estão limitados a, MAGE-A3, gp-100, HER-2, p53, PSA-1 ou MART-1, EGFR, ERCC1, CXCR4, EpCAM, CEA, ErbB-2, E-caderina, mucina-1, citoqueratina, PSA, PSMA, RRM1, receptor de andrógeno, receptor de estrogênio, receptor de progesterona, IGF1, cMET, EML4 ou receptor associado a leucócitos (LAR).[00104] As described above, the affinity probe (antigen) can be a protein or a peptide. In some embodiments, the protein or peptide can be essentially any protein that can activate immune system cells and/or primary immune responses, bind to a rare cell, e.g., a circulating tumor cell, a stem cell, and/ or a microbe. By way of example only, if the target species is cancer, exemplary proteins or peptides or other molecule that can be used to generate cancer affinity probes may include, but are not limited to, MAGE-A3, gp-100, HER- 2, p53, PSA-1 or MART-1, EGFR, ERCC1, CXCR4, EpCAM, CEA, ErbB-2, E-cadherin, mucin-1, cytokeratin, PSA, PSMA, RRM1, androgen receptor, estrogen receptor, progesterone receptor, IGF1, cMET, EML4 or leukocyte associated receptor (LAR).

[00105] Em algumas formas de realização, a sonda de afinidade pode ser um anticorpo ou uma porção do mesmo, ou uma molécula semelhante a um anticorpo. Em algumas formas de realização, a molécula de captura pode ser um anticorpo ou uma porção do mesmo, ou uma molécula semelhante a um anticorpo que é específica para a detecção de uma célula rara, por exemplo, uma célula tumoral circulante, uma célula tronco e/ou um biomarcador de micróbio. Em algumas formas de realização, a sonda de afinidade pode ser um aptâmero. Em algumas formas de realização, a sonda de afinidade pode ser um aptâmero de DNA ou RNA. Em algumas formas de realização, a sonda de afinidade pode ser um ligante de receptor de superfície celular. Ligante de receptor de superfície celular exemplificativo inclui, por exemplo, um peptídeo de ligação a receptor de superfície celular, um glicopeptídeo de ligação a receptor de superfície celular, uma proteína de ligação a receptor de superfície celular, uma glicoproteína de ligação a receptor de superfície celular, um composto orgânico de ligação a receptor de superfície celular e um fármaco de ligação ao receptor de superfície celular. Ligantes de receptor de superfície celular adicionais incluem, mas não estão limitados a, citocinas, fatores de crescimento, hormônios, anticorpos e fatores angiogênicos. Em algumas formas de realização, qualquer ligante de receptor de superfície celular reconhecido na técnica que pode se ligar a uma célula rara, por exemplo, uma célula tumoral circulante, uma célula tronco e/ou um micróbio, pode ser usado como uma sonda de afinidade nas partículas magnéticas aqui descritas. Em uma ou mais formas de realização, uma sonda de afinidade é selecionada para direcionar uma molécula imunoestimuladora apresentada na superfície do alvo (por exemplo,In some embodiments, the affinity probe may be an antibody or a portion thereof, or an antibody-like molecule. In some embodiments, the capture molecule may be an antibody or a portion thereof, or an antibody-like molecule that is specific for detecting a rare cell, e.g., a circulating tumor cell, a stem cell, and /or a microbe biomarker. In some embodiments, the affinity probe can be an aptamer. In some embodiments, the affinity probe can be a DNA or RNA aptamer. In some embodiments, the affinity probe can be a cell surface receptor ligand. Exemplary cell surface receptor binding includes, for example, a cell surface receptor binding peptide, a cell surface receptor binding glycopeptide, a cell surface receptor binding protein, a surface receptor binding glycoprotein cell surface receptor binding organic compound and a cell surface receptor binding drug. Additional cell surface receptor ligands include, but are not limited to, cytokines, growth factors, hormones, antibodies, and angiogenic factors. In some embodiments, any art-recognized cell surface receptor ligand that can bind to a rare cell, e.g., a circulating tumor cell, a stem cell and/or a microbe, can be used as an affinity probe in the magnetic particles described herein. In one or more embodiments, an affinity probe is selected to target an immunostimulatory molecule displayed on the surface of the target (e.g.,

exossomo), tal como molécula de MHC de classe I, uma molécula de MHC de classe II, uma interleucina, TNFα, IFNγ, RANTES, G-CSF, M-CSF, IFNα, CTAPIII, ENA-78, GRO, I-309, PF-4, IP-10, LD-78, MGSA, MIP-1α, MIP-1β e suas combinações. Mais preferencialmente, após a ligação da sonda de afinidade (e subsequente liberação do alvo), o alvo modificado por engenharia resultante compreendendo a sonda de afinidade ligada aumenta o potencial imunogênico do alvo liberado. Por exemplo, a ligação de uma proteína de superfície de MHC classe I pela sonda de afinidade cria um complexo que irá (em uso terapêutico) aumentar o reconhecimento e a absorção do alvo modificado por engenharia por uma célula de apresentação de antígeno para estimulação e ativação do sistema imunológico. Os peptídeos têm preferencialmente 15 resíduos de aminoácidos ou menos de comprimento, mais preferencialmente 13 resíduos ou menos de comprimento, ainda mais preferencialmente 12 resíduos ou mesmo 11 resíduos ou menos de comprimento.exosome) such as a class I MHC molecule, a class II MHC molecule, an interleukin, TNFα, IFNγ, RANTES, G-CSF, M-CSF, IFNα, CTAPIII, ENA-78, GRO, I-309 , PF-4, IP-10, LD-78, MGSA, MIP-1α, MIP-1β and combinations thereof. More preferably, after binding of the affinity probe (and subsequent release of the target), the resulting engineered modified target comprising the bound affinity probe increases the immunogenic potential of the released target. For example, binding of an MHC class I surface protein by the affinity probe creates a complex that will (in therapeutic use) enhance the recognition and uptake of the engineered target by an antigen presenting cell for stimulation and activation of the immune system. The peptides are preferably 15 amino acid residues or less in length, more preferably 13 residues or less in length, even more preferably 12 residues or even 11 residues or less in length.

[00106] Exemplos de sondas de afinidade incluem aquelas listadas na Tabela abaixo:[00106] Examples of affinity probes include those listed in the Table below:

SEQ SEQSEQ SEQ

ID ID NO: NO: Peptídeo 2: sequência de peptídeo Peptídeo 1: SIINFEKL 1 2 RSV M2 82-90 SYIGSINNI Peptídeo 3: sequência de peptídeo Peptídeo 4: sequência de peptídeo 3 4 de fusão 85-93 KYKNAVTEL M187-195 NAITNAKII MAGE-A1 161-169: EADPTGHSY 5 MAGE-A3 168-176: EVDPIGHLY 6 MAGEA-10 254-262: GLYDGMEHL 7 MAGEA3 112-120: KVAELVHFL 8 MAGEA1 278-286: KVLEYVIKV 9 MAGEA3 271-279: FLWGPRALV 10 MAGEA3 112-120 (versão 11 MAGEA2 157-166: YLQLVFGIEV 12 alternativa): KVAEELVHFL MAGE-A4 230-239: GVYDGREHTV 13 MAGE-C1 1083-1091: KVVEFLAML 14 MAGE-C2 191-200: LLFGLALIEV 15 MAGE-C2 336-344: ALKDVEERV 16 MAGEA3 97-105: TFPDLESEF 17 MAGEA5 5-12: HNTQYCNL 18 Antígeno específico da próstata 146- Antígeno Embrionário Carcinogênico 19 20 154: KLQCVDLHV (CEA) 694-702: GVTYACFVSNL Antígeno Embrionário Carcinogênico G250 (carcinoma de células renais) 21 22 (CEA) 652-660: TYACFVSNL 217-225: HLSTAFARV HER-2/neu 435-443: ILHNGAYSL 23 HER-2/neu 63-71: TYLPTNASL 24 proto-oncoproteína Neu/Her-2/Erbb2 HER-2 434-443: ILHDGAYSL 25 26 66-74: TYVPANASLID ID NO: NO: Peptide 2: Peptide Sequence Peptide 1: SIINFEKL 1 2 RSV M2 82-90 SYIGSINNI Peptide 3: Peptide Sequence Peptide 4: Peptide Sequence 3 4 Fusion 85-93 KYKNAVTEL M187-195 NAITNAKII MAGE- A1 161-169: EADPTGHSY 5 MAGE-A3 168-176: EVDPIGHLY 6 MAGEA-10 254-262: GLYDGMEHL 7 MAGEA3 112-120: KVAELVHFL 8 MAGEA1 278-286: KVLEYVIKV 9 MAGEA3 271-279: FLWGPRALV 10 MAGEA (version 11 MAGEA2 157-166: YLQLVFGIEV 12 alternative): KVAEELVHFL MAGE-A4 230-239: GVYDGREHTV 13 MAGE-C1 1083-1091: KVVEFLAML 14 MAGE-C2 191-200: LLFGLALIEV 15 MAGE-C2 336-344: ALKDVEERV 16 MAGEA3 97-105: TFPDLESEF 17 MAGEA5 5-12: HNTQYCNL 18 Prostate Specific Antigen 146- Embryonic Carcinogenic Antigen 19 20 154: KLQCVDLHV (CEA) 694-702: GVTYACFVSNL Embryonic Carcinogenic Antigen (G250 22CEA Cells) 21 Renal Cell Carcinoma ) 652-660: TYACFVSNL 217-225: HLSTAFARV HER-2/neu 435-443: ILHNGAYSL 23 HER-2/neu 63-71: TYLPTNASL 24 proto-oncoprotein Neu/Her-2/Erbb2 HER-2 434-443: ILHDG AYSL 25 26 66-74: TYVPANASL

SEQ SEQSEQ SEQ

ID ID NO: NO: gp100 (pmel17) 209-217: gp100-intron 4 (170-178): 27 28ID ID NO: NO: gp100 (pmel17) 209-217: gp100-intron 4 (170-178): 27 28

IMDQVPFSV VYFFLPDHL gp100 (pmel17) 154-162: gp100 (pmel17) 476-485: 29 30IMDQVPFSV VYFFLPDHL gp100 (pmel17) 154-162: gp100 (pmel17) 476-485: 29 30

KTWGQYWQV VLYRYGSFSV gp100 (pmel) 280-288 (288V): gp100 (pmel) 209-217: ITDQVPFSV 31 32KTWGQYWQV VLYRYGSFSV gp100 (pmel) 280-288 (288V): gp100 (pmel) 209-217: ITDQVPFSV 31 32

YLEPGPVTV gp100 (pmel17) 25-33: gp100: YLEPGPVTA 33 34YLEPGPVTV gp100 (pmel17) 25-33: gp100: YLEPGPVTA 33 34

KVPRNQDWL gp100-intron 4 (170-178): gp100 (pmel17) 17-25: ALLAVGATK 35 36KVPRNQDWL gp100-intron 4 (170-178): gp100 (pmel17) 17-25: ALLAVGATK 35 36

VYFFLPDHL HER-2/neu 369-377: KIFGSLAFL 37 p53 264-272: LLGRNSFEV 38 p53 187-197: GLAPPQHLIRV 39 p53 149-157: SLPPPGTRV 40 p53 139-147: KLCPVQLWV 41 p53 65-73: RMPEAAPPV 42 Fosfatase-3 de ácido prostático p53 103-111: YLGSYGFRL 43 44 (PAP-3): FLGYLILGV Antígeno de célula tronco da próstata PSM P2 (próstata): ALFDIESKV 45 46 (PSCA) 14-22: ALQPGTALL Antígeno-1 específico da próstata MelanA/MART 26-35: ELAGIGILTV 47 48 (PSA-1) 141-150: FLTPKKLQCV Proteína Mena Humana MUC-1 12-20: LLLLTVLTV 49 (superexpressa em câncer de 50 mama): GLMEEMSAL HER-2/neu 689-697: RLLQETELV 51 HER-2/neu (85-94): LIAHNQVRQV 52 Antígeno-1 específico da próstata Antígeno-1 específico da próstata 53 54 (PSA-1) 154-163: VISNDVCAQV 153-161: CYASGWGSI PSA 65-73: HCIRNKSVI 55 EGF-R-479 350-359: KLFGTSGQKT 56 EGF-R 1138-1147: YLNTVQPTCV 57 VEGFR2 400-408: VILTNPISM 58 Fragmento de VEGFR2/KDR 1 614- 59 624: FSNSTNDILIVYFFLPDHL HER-2/neu 369-377: KIFGSLAFL 37 p53 264-272: LLGRNSFEV 38 p53 187-197: GLAPPQHLIRV 39 p53 149-157: SLPPPGTRV 40 p53 139-147: KLCPVQLWV 41 p53 65-73: RMPEAAPPV-3 42 Phosphatase of prostatic acid p53 103-111: YLGSYGFRL 43 44 (PAP-3): FLGYLILGV Prostate stem cell antigen PSM P2 (prostate): ALFDIESKV 45 46 (PSCA) 14-22: ALQPGTALL Prostate-specific antigen-1 MelanA/MART 26-35: ELAGIGILTV 47 48 (PSA-1) 141-150: FLTPKKLQCV Human Mena Protein MUC-1 12-20: LLLLTVLTV 49 (overexpressed in breast cancer 50): GLMEEMSAL HER-2/neu 689-697: RLLQETELV 51 HER-2/neu (85-94): LIAHNQVRQV 52 Prostate Specific Antigen-1 Prostate Specific Antigen-1 53 54 (PSA-1) 154-163: VISNDVCAQV 153-161: CYASGWGSI PSA 65-73: HCIRNKSVI 55 EGF -R-479 350-359: KLFGTSGQKT 56 EGF-R 1138-1147: YLNTVQPTCV 57 VEGFR2 400-408: VLTNPISM 58 Fragment of VEGFR2/KDR 1 614-59 624: FSNSTNDILI

[00107] Será apreciado que os peptídeos anteriores, adequados para sondas de afinidade, também são exemplos de agentes ativos ou frações para carregamento de superfície no alvo modificado por engenharia.[00107] It will be appreciated that the above peptides, suitable for affinity probes, are also examples of active agents or fractions for surface loading on the engineered modified target.

[00108] As partículas imunomagnéticas (ou seja, partículas magnéticas ligadas à sonda de afinidade) são preferencialmente formadas antes do processo de mistura. Por exemplo, a sonda de afinidade (por exemplo, um peptídeo antigênico ligado à biotina por meio de um ligante clivável) e as partículas magnéticas revestidas com estreptavidina são misturadas por um período de tempo eficaz para as ligações da sonda de afinidade biotinilada para revestir substancialmente completamente toda a superfície das partículas revestidas com avidina.[00108] Immunomagnetic particles (i.e. magnetic particles attached to the affinity probe) are preferably formed prior to the mixing process. For example, the affinity probe (eg, an antigenic peptide bound to biotin via a cleavable linker) and the streptavidin coated magnetic particles are mixed for an effective time period for the biotinylated affinity probe bindings to substantially coat completely the entire surface of the avidin-coated particles.

[00109] Assim, a sonda de afinidade é preferencialmente adicionada às partículas magnéticas revestidas com estreptavidina por um período de tempo, antes de adicionar a cultura de células contendo exossomo.[00109] Thus, the affinity probe is preferably added to the streptavidin-coated magnetic particles for a period of time, before adding the exosome-containing cell culture.

Em tais formas de realização, a sonda de afinidade pode ser adicionada primeiro às partículas magnéticas revestidas com estreptavidina por um período de tempo suficiente para pelo menos uma porção da quantidade adicionada de sonda de afinidade se ligar às partículas magnéticas revestidas com estreptavidina (e de preferência para a ligação completa de sonda de afinidade de modo a revestir toda a superfície da partícula com ligações de sonda que se estendem a partir dela).In such embodiments, the affinity probe may first be added to the streptavidin-coated magnetic particles for a period of time sufficient for at least a portion of the added amount of affinity probe to bind to the streptavidin-coated magnetic particles (and preferably for complete affinity probe binding so as to coat the entire surface of the particle with probe bonds extending therefrom).

[00110] Os exossomos presentes na cultura de células contendo exossomos são então adicionados à mesma amostra de fluido, onde os exossomos podem se ligar à sonda de afinidade, que já formou um conjugado com as partículas magnéticas revestidas com estreptavidina.[00110] The exosomes present in the cell culture containing exosomes are then added to the same fluid sample, where the exosomes can bind to the affinity probe, which has already formed a conjugate with the magnetic particles coated with streptavidin.

[00111] Em algumas formas de realização, as partículas imunomagnéticas podem ser formadas separadamente antes de serem introduzidas no canal de mistura do dispositivo.[00111] In some embodiments, the immunomagnetic particles can be formed separately before being introduced into the mixing channel of the device.

[00112] A quantidade de partículas imunomagnéticas necessárias para serem adicionadas à amostra pode depender de uma série de fatores, incluindo, mas não estão limitados a, volume da amostra a ser processado, valência das partículas magnéticas disponíveis para conjugação com a sonda de afinidade, a abundância esperada dos exossomos presentes e quaisquer combinações dos mesmos. Quantidades muito altas de partículas imunomagnéticas adicionadas ao dispositivo podem induzir ligação não específica e/ou entupimento dentro do dispositivo microfluídico. Quantidades muito baixas de partículas imunomagnéticas podem resultar em uma baixa eficiência de captura. Um técnico no assunto pode determinar a concentração das partículas imunomagnéticas e das moléculas de captura.[00112] The amount of immunomagnetic particles needed to be added to the sample may depend on a number of factors, including, but not limited to, sample volume to be processed, valence of magnetic particles available for conjugation with the affinity probe, the expected abundance of the exosomes present and any combinations thereof. Very high amounts of immunomagnetic particles added to the device can induce non-specific binding and/or fouling within the microfluidic device. Very low amounts of immunomagnetic particles can result in poor capture efficiency. A person skilled in the art can determine the concentration of immunomagnetic particles and capture molecules.

[00113] Os exossomos podem ser misturados com as partículas imunomagnéticas por qualquer período de tempo, por exemplo, segundos, minutos ou horas. Em algumas formas de realização, os exossomos podem ser misturados com as partículas imunomagnéticas por pelo menos cerca de 1 min, pelo menos cerca de 2 minutos, pelo menos cerca de 5 minutos, pelo menos cerca de 10 minutos, pelo menos cerca de 15 minutos, pelo menos cerca de 30 minutos, pelo menos cerca de 1 hora, pelo menos cerca de 2 horas ou mais. Um técnico no assunto pode facilmente determinar um tempo ideal para o tempo de mistura, com base em uma série de fatores, incluindo, mas não se limitando a, a afinidade das partículas imunomagnéticas com os exossomos, concentrações, temperatura de mistura e/ou rapidez mistura. No entanto, em uma ou mais formas de realização, os exossomos são misturados com as partículas por 1 hora ou menos.[00113] The exosomes can be mixed with the immunomagnetic particles for any period of time, for example, seconds, minutes or hours. In some embodiments, exosomes can be mixed with the immunomagnetic particles for at least about 1 min, at least about 2 minutes, at least about 5 minutes, at least about 10 minutes, at least about 15 minutes , at least about 30 minutes, at least about 1 hour, at least about 2 hours or more. A person skilled in the art can easily determine an optimal time for mixing time based on a number of factors including, but not limited to, affinity of the immunomagnetic particles with exosomes, concentrations, mixing temperature, and/or rapidity mixture. However, in one or more embodiments, exosomes are mixed with the particles for 1 hour or less.

[00114] Os exossomos e as partículas imunomagnéticas podem ser introduzidos nas entradas de amostra do dispositivo microfluídico em qualquer taxa de fluxo que forneça um tempo de residência suficiente para a mistura reter no canal de mistura e no canal de isolamento do dispositivo microfluídico aqui descrito. Em algumas formas de realização, as amostras podem ser introduzidas a uma taxa de fluxo de entre 0,1 μl/min a 1 μl/min. Os fluidos de amostra podem ser introduzidos na entrada do dispositivo microfluídico por quaisquer métodos conhecidos por um técnico no assunto. Por exemplo, um gerador de fluxo pode ser conectado a pelo menos uma das entradas e a saída do dispositivo microfluídico aqui descrito. Exemplos não limitativos de um gerador de fluxo podem incluir uma bomba peristáltica, uma bomba de seringa e qualquer bomba reconhecida na técnica que pode ser geralmente usada para fluir um fluido através do dispositivo microfluídico.[00114] Exosomes and immunomagnetic particles can be introduced into the sample inlets of the microfluidic device at any flow rate that provides sufficient residence time for the mixture to retain in the mixing channel and in the isolation channel of the microfluidic device described herein. In some embodiments, samples can be introduced at a flow rate of between 0.1 µl/min to 1 µl/min. Sample fluids can be introduced into the inlet of the microfluidic device by any methods known to one skilled in the art. For example, a flow generator can be connected to at least one of the inputs and outputs of the microfluidic device described herein. Non-limiting examples of a flow generator can include a peristaltic pump, a syringe pump, and any art-recognized pump that can generally be used to flow a fluid through the microfluidic device.

[00115] O método de produção de alvos de engenharia imunogênicos pode incluir ainda a captura dos exossomos ligados às partículas imunomagnéticas pela aplicação de um campo magnético dentro de uma câmara de coleta ou engenharia. Em algumas formas de realização, o ímã tem uma forte força de campo magnético suficiente para criar um gradiente de campo magnético para fazer com que os exossomos marcados magneticamente se separem da amostra de fluido na câmara de coleta. Os exossomos marcados magneticamente imobilizados podem ser removidos do dispositivo microfluídico para processamento posterior. De preferência, os exossomos capturados são ainda modificados por engenharia e carregados com porções ativas adicionais na superfície ou internamente, conforme discutido neste documento.[00115] The method of producing immunogenic engineering targets may further include capturing exosomes bound to immunomagnetic particles by applying a magnetic field within a collection or engineering chamber. In some embodiments, the magnet has a strong magnetic field strength sufficient to create a magnetic field gradient to cause the magnetically labeled exosomes to separate from the fluid sample in the collection chamber. Immobilized magnetically labeled exosomes can be removed from the microfluidic device for further processing. Preferably, the captured exosomes are further engineered and loaded with additional active portions on the surface or internally, as discussed in this document.

Subsequentemente, o método inclui a clivagem fotolítica dos exossomos ligados às partículas imunomagnéticas para liberação de exossomos intactos revestidos com frações ativas ou carregados internamente com agentes ativos.Subsequently, the method includes photolytic cleavage of exosomes bound to the immunomagnetic particles to release intact exosomes coated with active fractions or internally loaded with active agents.

[00116] O alvo liberado (exossomos) pode ser fornecido como uma composição farmacêutica. A composição farmacêutica pode incluir os exossomos imunogênicos e um excipiente farmaceuticamente aceitável. Será apreciado que as porções ativas podem ser adaptadas para fornecer uma resposta imunológica adaptativa específica contra uma condição alvo, ou podem ser selecionadas mais geralmente para ativar o sistema imunológica inato contra uma variedade de infecções ou condições.[00116] The released target (exosomes) can be supplied as a pharmaceutical composition. The pharmaceutical composition can include the immunogenic exosomes and a pharmaceutically acceptable excipient. It will be appreciated that the active portions can be tailored to provide a specific adaptive immune response against a target condition, or can be selected more generally to activate the innate immune system against a variety of infections or conditions.

[00117] Os métodos descritos neste documento podem ser usados para processar amostras em tempo real. Por exemplo, os métodos permitem a colheita contínua e em tempo real e a modificação antigênica de exossomos com foto-liberação subsequente sob demanda.[00117] The methods described in this document can be used to process samples in real time. For example, the methods allow continuous, real-time harvesting and antigenic modification of exosomes with subsequent photo-release on demand.

[00118] Conforme descrito neste documento, os métodos podem ser usados para produzir um complexo de exossomo imunogênico ou outras estruturas semelhantes a vesículas imunogênicas. Em certas formas de realização, o complexo de exossomo imunogênico pode compreender um peptídeo antígeno conjugado a uma superfície de um exossomo. Os métodos descritos neste documento para fazer o complexo de exossomos imunogênicos fornecem complexos com uma taxa de ativação significativamente maior para células T do que os exossomos não modificados por engenharia. Em alguns exemplos, o complexo de exossomo imunogênico pode ativar células T em pelo menos 20%, pelo menos 25%, pelo menos 30%, pelo menos 35%, pelo menos 40%, pelo menos 45%, pelo menos 50%, em pelo menos 55%, pelo menos 60%, pelo menos 65%, pelo menos 70%, pelo menos 75%, pelo menos 80%, pelo menos 85% ou pelo menos 90% em comparação com um exossomo nativo.[00118] As described in this document, the methods can be used to produce an immunogenic exosome complex or other immunogenic vesicle-like structures. In certain embodiments, the immunogenic exosome complex can comprise an antigen peptide conjugated to a surface of an exosome. The methods described in this document for making the complex from immunogenic exosomes provide complexes with a significantly higher activation rate for T cells than unengineered exosomes. In some examples, the immunogenic exosome complex can activate T cells by at least 20%, at least 25%, at least 30%, at least 35%, at least 40%, at least 45%, at least 50%, in at least 55%, at least 60%, at least 65%, at least 70%, at least 75%, at least 80%, at least 85% or at least 90% compared to a native exosome.

Devido à taxa de ativação melhorada, os complexos imunogênicos aqui descritos podem ser usados na imunoterapia contra o câncer.Due to the improved activation rate, the immunogenic complexes described here can be used in cancer immunotherapy.

[00119] Consequentemente, métodos de tratamento de doenças em um sujeito usando o complexo imunogênico são divulgados. O método pode incluir a administração ao sujeito de uma composição compreendendo um complexo imunogênico. Em algumas formas de realização, a doença pode ser uma infecção. Em alguns exemplos, a doença pode ser câncer. O método pode compreender ainda a administração de um agente quimioterapêutico que foi carregado no alvo.[00119] Consequently, methods of treating disease in a subject using the immunogenic complex are disclosed. The method can include administering to the subject a composition comprising an immunogenic complex. In some embodiments, the disease can be an infection. In some instances, the disease could be cancer. The method can further comprise administering a chemotherapeutic agent that has been loaded into the target.

[00120] Vantagens adicionais das várias formas de realização da invenção serão evidentes para os técnicos no assunto após a revisão da divulgação aqui e dos exemplos de trabalho abaixo. Será apreciado que as várias formas de realização aqui descritas não são necessariamente mutuamente exclusivas, a menos que indicado de outra forma neste documento.[00120] Additional advantages of the various embodiments of the invention will be apparent to those skilled in the art upon review of the disclosure herein and the working examples below. It will be appreciated that the various embodiments described herein are not necessarily mutually exclusive, unless otherwise indicated herein.

Por exemplo, uma característica descrita ou representada em uma forma de realização também pode ser incluída em outras formas de realização, mas não está necessariamente incluída. Assim, a presente invenção abrange uma variedade de combinações e/ou integrações das formas de realização específicas aqui descritas.For example, a feature described or depicted in one embodiment may also be included in other embodiments, but is not necessarily included. Thus, the present invention encompasses a variety of combinations and/or integrations of the specific embodiments described herein.

[00121] Conforme usado neste documento, a frase “e/ou”, quando usada em uma lista de dois ou mais itens, significa que qualquer um dos itens listados pode ser empregado por si mesmo ou qualquer combinação de dois ou mais dos itens listados pode ser empregada. Por exemplo, se uma composição é descrita como contendo ou excluindo os componentes A, B e/ou C, a composição pode conter ou excluir A sozinho; B sozinho; C sozinho; A e B em combinação; A e C em combinação; B e C em combinação; ou A, B e C em combinação.[00121] As used in this document, the phrase "and/or", when used in a list of two or more items, means that any one of the items listed may be employed by itself or any combination of two or more of the items listed can be employed. For example, if a composition is described as containing or excluding components A, B and/or C, the composition may contain or exclude A alone; B alone; C alone; A and B in combination; A and C in combination; B and C in combination; or A, B and C in combination.

[00122] A presente descrição também usa faixas numéricas para quantificar certos parâmetros relacionados a várias formas de realização da invenção. Deve ser entendido que, quando faixas numéricas são fornecidas, tais faixas devem ser interpretadas como fornecendo suporte literal para limitações de reivindicação que apenas recitam o valor inferior da faixa, bem como limitações de reivindicação que apenas recitam o valor superior da faixa. Por exemplo, uma faixa numérica divulgada de cerca de 10 a cerca de 100 fornece suporte literal para uma reivindicação que recita “maior que cerca de 10” (sem limites superiores) e uma reivindicação que recita “menos que cerca de 100” (sem limites inferiores).[00122] The present description also uses numerical ranges to quantify certain parameters related to various embodiments of the invention. It should be understood that when numerical ranges are provided, such ranges are to be interpreted as providing literal support for claim limitations that only recite the lower value of the range, as well as claim limitations that only recite the upper value of the range. For example, a disclosed numerical range of about 10 to about 100 provides literal support for a claim that recites "greater than about 10" (no upper limits) and a claim that recites "less than about 100" (no limit lower).

[00123] Os dispositivos, sistemas e métodos das reivindicações anexas não são limitados em escopo pelos dispositivos, sistemas e métodos específicos descritos neste documento, que se destinam a ser ilustrações de alguns aspectos das reivindicações. Quaisquer dispositivos, sistemas e métodos que são funcionalmente equivalentes destinam-se a cair dentro do escopo das reivindicações. Várias modificações dos dispositivos, sistemas e métodos, além daqueles mostrados e descritos neste documento, destinam-se a cair dentro do escopo das reivindicações anexas. Além disso, embora apenas certos dispositivos, sistemas e etapas de método representativos divulgados neste documento sejam especificamente descritos, outras combinações dos dispositivos, sistemas e etapas de método também se destinam a cair dentro do escopo das reivindicações anexas, mesmo se não especificamente recitadas.[00123] The devices, systems and methods of the appended claims are not limited in scope by the specific devices, systems and methods described herein, which are intended to be illustrations of some aspects of the claims. Any devices, systems and methods that are functionally equivalent are intended to fall within the scope of the claims. Various modifications of devices, systems and methods other than those shown and described in this document are intended to fall within the scope of the appended claims. Furthermore, although only certain representative devices, systems and method steps disclosed herein are specifically described, other combinations of the devices, systems and method steps are also intended to fall within the scope of the appended claims, even if not specifically recited.

Assim, uma combinação de etapas, elementos, componentes ou constituintes pode ser explicitamente mencionada neste documento ou menos, no entanto, outras combinações de etapas, elementos, componentes e constituintes são incluídos, embora não explicitamente declarados.Thus, a combination of steps, elements, components or constituents may be explicitly mentioned in this document or less, however, other combinations of steps, elements, components and constituents are included, although not explicitly stated.

[00124] O termo “compreendendo” e variações do mesmo, conforme usado neste documento, é usado como sinônimo do termo “incluindo” e variações do mesmo e são termos abertos e não limitativos. Embora os termos “compreendendo” e “incluindo” tenham sido usados neste documento para descrever várias formas de realização, os termos “consistindo essencialmente em” e “consistindo em” podem ser usados no lugar de “compreendendo” e “incluindo” para fornecer formas de realização mais específicas da invenção e também são divulgados. Exceto onde indicado, todos os números que expressam geometrias, dimensões e assim por diante usados no relatório descritivo e nas reivindicações devem ser entendidos, no mínimo, e não como uma tentativa de limitar a aplicação da doutrina de equivalentes ao escopo das reivindicações, a ser interpretado à luz do número de dígitos significativos e abordagens de arredondamento comuns.[00124] The term “comprising” and variations thereof, as used in this document, is used synonymously with the term “including” and variations thereof and are open, non-limiting terms. Although the terms "comprising" and "including" have been used in this document to describe various embodiments, the terms "consisting essentially of" and "consisting of" may be used in place of "comprising" and "including" to provide forms of more specific embodiments of the invention and are also disclosed. Except where indicated, all numbers expressing geometries, dimensions, and so forth used in the specification and claims shall be understood, at a minimum, and not as an attempt to limit the application of the doctrine of equivalents to the scope of the claims, to be interpreted in light of the number of significant digits and common rounding approaches.

[00125] A menos que definido de outra forma, todos os termos técnicos e científicos usados neste documento têm os mesmos significados como comumente entendidos por um técnico no assunto ao qual pertence a invenção divulgada. As publicações citadas neste documento e os materiais para os quais são citados são especificamente incorporados por referência.[00125] Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used in this document have the same meanings as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the disclosed invention belongs. Publications cited in this document and the materials to which they are cited are specifically incorporated by reference.

[00126] A título de ilustração não limitativa, exemplos de certas formas de realização da presente divulgação são dados abaixo.[00126] By way of non-limiting illustration, examples of certain embodiments of the present disclosure are given below.

EXEMPLOSEXAMPLES

[00127] Os seguintes exemplos apresentam métodos de acordo com a invenção. Deve ser entendido, no entanto, que estes exemplos são fornecidos a título de ilustração e nada neles deve ser tomado como uma limitação ao escopo geral da invenção.[00127] The following examples present methods according to the invention. It is to be understood, however, that these examples are provided by way of illustration and nothing in them should be taken as a limitation on the general scope of the invention.

EXEMPLO 1: MODIFICAÇÃO POR ENGENHARIA MICROFLUÍDICA SOB DEMANDA DEEXAMPLE 1: MODIFICATION BY MICROFLUID ENGINEERING ON DEMAND OF

EXOSSOMOS PARA IMUNOTERAPIA CONTRA O CÂNCEREXOSOMES FOR IMMUNOTHERAPY AGAINST CANCER

[00128] Resumo: Nanovesículas extracelulares ( 1 µm), particularmente exossomos (30 a 150 nm), são um sistema de entrega emergente na mediação de comunicações celulares, que foram observadas para a preparação de respostas imunológicas ao apresentar proteínas de sinalização de células parentais ou antígenos tumorais às células do sistema imunológico.[00128] Abstract: Extracellular nanovesicles ( 1 µm), particularly exosomes (30 to 150 nm), are an emerging delivery system in the mediation of cell communications, which have been observed for the preparation of immune responses by presenting cell signaling proteins parental or tumor antigens to cells of the immune system.

Neste exemplo, é fornecida uma plataforma em linha de fluxo de cultura de células microfluídicas para coleta, modificação antigênica e foto-liberação de exossomos modificados por engenharia de superfície diretamente em um fluxo de trabalho. A plataforma de cultura de células microfluídicas PDMS é replicada a partir de um molde impresso em 3D. Ao modificar por engenharia os peptídeos antigênicos na superfície do exossomo (por exemplo, gp-100, MART-1, MEGA- A3), a apresentação efetiva de antígeno e a ativação das células T podem ser alcançadas. Isso foi demonstrado usando a cultura no chip de leucócitos derivados do sangue humano para a modificação por engenharia de exossomos secretados em tempo real com peptídeos de tumor de melanoma. Foram testadas células T CD8 específicas de gp100 que foram purificadas do baço de 2 camundongos transgênicos Pmel1. Nível de ativação de células T significativamente maior (~ 30%) induzido por exossomos modificados por engenharia foi observado em comparação com exossomos não modificados.In this example, an in-line microfluidic cell culture flow platform for collection, antigenic modification, and photo-release of surface-engineered modified exosomes directly into a workflow is provided. The PDMS microfluidic cell culture platform is replicated from a 3D printed template. By engineering modifying the antigenic peptides on the exosome surface (eg, gp-100, MART-1, MEGA-A3), effective antigen presentation and T cell activation can be achieved. This has been demonstrated using on-chip culture of human blood-derived leukocytes for engineering modification of secreted exosomes in real-time with melanoma tumor peptides. gp100-specific CD8 T cells that were purified from the spleen of 2 Pmel1 transgenic mice were tested. Significantly higher (~ 30%) T cell activation level induced by engineered exosomes was observed compared to unmodified exosomes.

Esta plataforma microfluídica serve como um dispositivo de cultura de células automatizado e altamente integrado para a produção rápida e em tempo real de exossomos terapêuticos que podem avançar na imunoterapia contra o câncer.This microfluidic platform serves as a highly integrated, automated cell culture device for the rapid, real-time production of therapeutic exosomes that can advance cancer immunotherapy.

MÉTODOS E MATERIAISMETHODS AND MATERIALS

[00129] Impressão 3D e fabricação de dispositivos microfluídicos: foram fornecidas três peças de moldes para a fabricação de chips PDMS,[00129] 3D printing and microfluidic device fabrication: three mold pieces were provided for the fabrication of PDMS chips,

incluindo uma base, parede e suporte de ímã superior. O molde foi projetado usando o SolidWorks® 2017 e impresso pela impressora 3D do Project 1200 da 3D Systems. As peças múltiplas tinham a estrutura mais fina em 50 µm e com altura de canal em 50 µm. A câmara de cultura de células foi projetada com 1000 µm de diâmetro e 500 µm de altura. Todos os moldes foram revestidos com Sportline paládio na espessura de 20 nm. Todas as três peças foram montadas usando o chip PDMS. O PDMS foi preenchido com uma altura abaixo de 500 µm, então a câmara de cultura de células deixou uma extremidade aberta para o plugue da câmara. O PDMS foi moldado em uma razão de 10:1 com um reagente de ligação e incubado à temperatura de 40 °C por 6 horas. Após a cura do PDMS, ele pode ser descascado facilmente. As entradas e saídas dos chips foram puncionadas usando um perfurador de 0,75 mm. O vidro tratado com Piranha e o PDMS eram ambos plasma de alta voltagem por pelo menos 30 segundos. Os chips PDMS foram então pós-colados na almofada quente à temperatura de 40 °C durante 5 minutos. Os chips foram limpos em água DI e esterilizados em autoclave (a 121 °C por 30 minutos).including a base, wall and top magnet bracket. The mold was designed using SolidWorks® 2017 and printed by 3D Systems' Project 1200 3D Printer. The multiple pieces had the thinnest structure at 50 µm and the channel height at 50 µm. The cell culture chamber is designed with 1000 µm in diameter and 500 µm in height. All molds were coated with Sportline palladium at a thickness of 20 nm. All three parts were assembled using the PDMS chip. The PDMS was filled to a height below 500 µm, so the cell culture chamber left an open end for the chamber plug. PDMS was molded at a ratio of 10:1 with a binding reagent and incubated at 40°C for 6 hours. After PDMS cures, it can be peeled off easily. The inlets and outlets of the chips were punched using a 0.75mm punch. The Piranha-treated glass and the PDMS were both high voltage plasma for at least 30 seconds. The PDMS chips were then post-glued to the hot pad at 40°C for 5 minutes. The chips were cleaned in DI water and sterilized in an autoclave (at 121 °C for 30 minutes).

[00130] Cultura de células no chip e coleta, modificação por engenharia e liberação de exossomos: Os cartuchos de células (lamela de 8 mm) foram primeiro limpos com água destilada e secos ao ar dentro do bio-capô. Em seguida, foram autoclavados a 121 °C por 30 minutos. Os cartuchos foram colocados em uma placa de 24 poços e 500 µl de bromidrato de poli-D-lisina 0,1 mg/ml (MP Biomedicals) foram adicionados a cada poço e incubados em temperatura ambiente por 5 minutos. 1 ml de água MD foi adicionado a cada poço por 3 minutos e repetido por duas vezes para limpar os cartuchos de células e, em seguida, deixado para secar ao ar dentro do bio-capô e armazenado para uso futuro.[00130] On-chip cell culture and collection, engineering modification and release of exosomes: The cell cartridges (8 mm coverslip) were first cleaned with distilled water and air dried inside the bio-hood. Then, they were autoclaved at 121 °C for 30 minutes. Cartridges were placed in a 24-well plate and 500 µl of 0.1 mg/ml poly-D-lysine hydrobromide (MP Biomedicals) was added to each well and incubated at room temperature for 5 minutes. 1 ml of MD water was added to each well for 3 minutes and repeated twice to clean the cell cartridges and then allowed to air dry inside the bio-hood and stored for future use.

[00131] 4 µl de β2-microglobulina (Sigma-Aldrich) e 10 µl de cada proteína (gp100, MAGE-A3 e MART-1) foram misturados com 186 µl de 1  PBS para a solução de modificação em um volume final de 200 µl. A entrada B foi mantida bloqueada e a solução de modificação foi bombeada da entrada A e o tampão de lavagem da entrada C através do chip na taxa de fluxo de volume de 1 µl/min por 10 minutos e 0,1 µl/min por 10 minutos, e a estática foi definida por mais 10 minutos. Uma etapa de lavagem foi processada tanto da entrada A quanto da entrada C na taxa de fluxo de volume de 1 µl/min por 15 minutos. O ímã do lado inferior foi removido e o UV próximo foi ligado para tratar a câmara principal por 10 minutos. Outra etapa de lavagem da entrada A e da entrada C foi aplicada na taxa de fluxo de volume de 1 µl/min por 20 minutos, para coletar o exossomo colhido da saída de cerca de 20 µl.[00131] 4 µl of β2-microglobulin (Sigma-Aldrich) and 10 µl of each protein (gp100, MAGE-A3 and MART-1) were mixed with 186 µl of 1  PBS for the modification solution in a final volume of 200 µl. Inlet B was kept blocked and the modification solution was pumped from inlet A and wash buffer from inlet C through the chip at a volume flow rate of 1 µl/min for 10 minutes and 0.1 µl/min for 10 minutes, and static was set for another 10 minutes. A wash step was processed from both inlet A and inlet C at a volume flow rate of 1 µl/min for 15 minutes. The magnet on the underside was removed and the nearby UV turned on to treat the main chamber for 10 minutes. Another wash step from inlet A and inlet C was applied at a volume flow rate of 1 µl/min for 20 minutes to collect the collected exosome from the approximately 20 µl outlet.

[00132] Ultracentrifugação e coloração de exossomos: Os exossomos de 20 µl coletados foram adicionados ao tubo de ultracentrífuga e diluídos para o volume final de 1 ml para centrifugação (Thermo Scientific™ Sorvall™ MTX) sob 1.500 rcf por 30 minutos. O sobrenadante foi removido e transferido para um novo tubo de ultracentrífuga. A mistura foi então processada na velocidade de 100.000 rcf durante 1 hora. Os exossomos foram corados pelo Kit PKH67 Green Fluorescent Cell Linker Midi para Rotulagem Geral da Membrana Celular (Sigma-Aldrich). A solução de coloração foi preparada com 2 µl de PKH67 e 1 ml de diluente C. Qualquer solução remanescente no tubo foi descartada e 1 ml de Diluente C foi adicionado para ressuspender com pipetagem suave. A solução corada para o tubo de ultracentrífuga, misturada por pipetagem e reagida à temperatura ambiente durante 3,5 minutos. 2 ml de FBS (exossomo esgotado) foram adicionados para extinguir o corante livre. 1,5 ml de solução de sacarose a 0,971 M foram adicionados para centrifugação em gradiente de densidade. Outros 6,5 ml de meio completo foram adicionados para aumentar o volume para 10 ml. A ultracentrífuga foi fixada em 100.000 rcf por 1 hora. O sobrenadante foi descartado e o anel de corante lavado cuidadosamente, sem atingir o centro do anel. Outros 2 ml de 1X PBS foram adicionados para ressuspender o pellet. A ultracentrífuga na velocidade de[00132] Ultracentrifugation and staining of exosomes: The collected 20 µl exosomes were added to the ultracentrifuge tube and diluted to the final volume of 1 ml for centrifugation (Thermo Scientific™ Sorvall™ MTX) under 1500 rcf for 30 minutes. The supernatant was removed and transferred to a new ultracentrifuge tube. The mixture was then processed at the rate of 100,000 rcf for 1 hour. Exosomes were stained by the PKH67 Green Fluorescent Cell Linker Midi Kit for General Cell Membrane Labeling (Sigma-Aldrich). The staining solution was prepared with 2 µl of PKH67 and 1 ml of Diluent C. Any solution remaining in the tube was discarded and 1 ml of Diluent C was added to resuspend with gentle pipetting. The stained solution into the ultracentrifuge tube, mixed by pipetting and reacted at room temperature for 3.5 minutes. 2 ml of FBS (exosome spent) was added to quench free dye. 1.5 ml of 0.971 M sucrose solution was added for density gradient centrifugation. Another 6.5 ml of complete medium was added to increase the volume to 10 ml. The ultracentrifuge was set at 100,000 rcf for 1 hour. The supernatant was discarded and the dye ring washed thoroughly without reaching the center of the ring. Another 2 ml of 1X PBS was added to resuspend the pellet. The ultracentrifuge at the speed of

100.000 rcf funcionou por mais 1 hora. O sobrenadante foi sugado e outros 100 µl de 1X PBS foram adicionados para ressuspender o pellet. Todas as etapas foram mantidas em condições estéreis e 1 µl de Penicilina-Estreptomicina (ATCC®, Catálogo # 30-2300, Lote # 63525409) foi adicionado ao exossomo coletado, para inibir e matar as bactérias remanescentes na solução. Os exossomos coletados foram armazenados a 4 °C por menos de 1 semana e armazenados a -20 °C por até um mês.100,000 rcf ran for another 1 hour. The supernatant was sucked off and another 100 µl of 1X PBS was added to resuspend the pellet. All steps were kept under sterile conditions and 1 µl of Penicillin-Streptomycin (ATCC®, Catalog # 30-2300, Lot # 63525409) was added to the collected exosome to inhibit and kill remaining bacteria in the solution. Collected exosomes were stored at 4 °C for less than 1 week and stored at -20 °C for up to one month.

[00133] Absorção de exossomo: células THP-1 (ATCC®, TIB- 202™) foram cultivadas usando meio RPMI-1640 formulado por ATCC (ATCC®, Catálogo # 30-2001, Lote # 64331683) mais 10% de FBS empobrecido em exossomo para o meio completo. As células de monócitos foram sub-cultivadas no número de 8 * 105/ml, e usando o método alternativo de mudança de meio.[00133] Exosome absorption: THP-1 cells (ATCC®, TIB-202™) were cultured using RPMI-1640 medium formulated by ATCC (ATCC®, Catalog # 30-2001, Lot # 64331683) plus 10% depleted FBS in exosome to the complete medium. Monocyte cells were subcultured at the number of 8 * 105/ml, and using the alternative medium change method.

As células foram usadas para exossomos realizando o experimento na densidade de 5 * 105/ml. 200 μl das células de monócitos foram transferidos para a placa de 48 poços com um total de 11 poços. 20 μl de exossomo normal (NE) foi adicionado a 5 cavidades, também 20 μl de exossomo modificado por engenharia (EE) para mais 5 poços, e um poço foi deixado como um controle negativo. Os intervalos de tempo foram definidos em 0 horas, 0,5 horas, 1 hora, 2 horas, 3 horas e 4 horas. Em cada seção de tempo, 100 μl de meio de suspensão de células foram removidos da citocentrífuga, na velocidade de 400 RPM por 4 minutos. Lâminas de vidro foram coletadas e 100 μl de solução fixadora (ThermoFisher®, Catálogo # R37814, Lote # 17B285301) foram adicionados à mancha das células. A mistura foi incubada à temperatura ambiente durante 18 minutos e, em seguida, a solução foi removida. 100 µl de tampão PBS 1 x foram adicionados ao local das células e deixados em temperatura ambiente por 3 minutos. O tampão PBS 1 x foi removido e a mancha das células foi cuidadosamente lavada com água destilada. A lâmina foi seca sem que a gota permanecesse na lâmina e 50 µl de DAPI a 500 nM (ThermoFisher®, Catálogo # D1306, Lote # 1844202) aplicado no local das células, coberto da luz e incubado à temperatura ambiente por 4 minutos. A solução DAPI foi então rapidamente removida e seguida com uma quantidade suficiente de tampão PBS 1 x duas vezes com 2 minutos de cada vez. A mancha das células foi lavada com água destilada e brevemente seca sem que nenhuma gota permanecesse na lâmina. Uma gota de Antifade Mountant ProLong™ Gold (ThermoFisher®, Ref # P10144, Lot1887458) foi aplicada e a lâmina coberta com 25x25 #1.5 lamínula sem qualquer bolha presa. A lâmina foi armazenada em temperatura ambiente por 24 horas antes da imagem em um microscópio confocal.Cells were used for exosomes by performing the experiment at a density of 5 * 105/ml. 200 µl of the monocyte cells were transferred to the 48-well plate for a total of 11 wells. 20 μl of normal exosome (NE) was added to 5 wells, also 20 μl of engineered modified (EE) exosome to a further 5 wells, and one well was left as a negative control. Time intervals were defined as 0 hours, 0.5 hours, 1 hour, 2 hours, 3 hours and 4 hours. At each time section, 100 μl of cell suspension medium was removed from the cytocentrifuge at a speed of 400 RPM for 4 minutes. Glass slides were collected and 100 µl of fixative solution (ThermoFisher®, Catalog # R37814, Lot # 17B285301) was added to the cell stain. The mixture was incubated at room temperature for 18 minutes and then the solution was removed. 100 µl of 1x PBS buffer was added to the cell site and left at room temperature for 3 minutes. The 1x PBS buffer was removed and the cell stain was carefully washed with distilled water. The slide was dried with no drop remaining on the slide and 50 µl of 500 nM DAPI (ThermoFisher®, Catalog # D1306, Lot # 1844202) applied to the cell site, covered with light and incubated at room temperature for 4 minutes. The DAPI solution was then quickly removed and followed up with a sufficient amount of PBS buffer 1 x twice for 2 minutes each time. The cell stain was washed with distilled water and briefly dried with no drop remaining on the slide. One drop of Antifade Mountant ProLong™ Gold (ThermoFisher®, Ref # P10144, Lot1887458) was applied and the slide covered with 25x25 #1.5 coverslip without any trapped bubbles. The slide was stored at room temperature for 24 hours before imaging under a confocal microscope.

RESULTADOSRESULTS

[00134] Dispositivo de cultura de células microfluídicas moldadas com impressão 3D para exossomos de coleta em linha: Foi desenvolvida uma abordagem fácil e de baixo custo para fazer um dispositivo microfluídico de cultura de células em chip baseado em PDMS usando um molde impresso em 3D. O chip de cultura contém uma câmara de cultura de células no chip com 1 mm de diâmetro e 0,5 mm de altura para células em crescimento no chip e coleta de exossomos derivados do meio de cultura a jusante. A câmara de cultura de células é deixada aberta no topo para a aplicação de um tampão feito com PDMS com plugue de fechamento por dedo para troca de meio e empurrando o meio para os canais de coleta a jusante. O fundo da câmara de cultura de células tem um canal de saída com cerca de 200 µm de largura e 200 µm de altura (B-Inlet) para a introdução do meio de cultura para misturar com esferas de isolamento imunomagnético (entrada A). A entrada C é usada para introduzir o tampão de lavagem acionada por uma bomba de seringa. A Figura 4 demonstra o processo de mistura através da entrada A e entrada B e saída para o canal de isolamento do exossomo (canal em serpentina) sob a observação do microscópio de fluorescência usando uma solução de corante de fluorescência. A Figura 5(b) registra a mistura de esferas imunomagnéticas dentro do canal em serpentina.[00134] 3D printing molded microfluidic cell culture device for in-line collection exosomes: An easy and cost-effective approach to make a PDMS-based chip cell culture microfluidic device using a 3D printed mold has been developed. The culture chip contains an on-chip cell culture chamber 1 mm in diameter and 0.5 mm in height for growing cells on the chip and collecting exosomes derived from the downstream culture medium. The cell culture chamber is left open at the top for application of a buffer made with PDMS with a finger closure plug for changing medium and pushing the medium into the downstream collection channels. The bottom of the cell culture chamber has an exit channel approximately 200 µm wide and 200 µm high (B-Inlet) for introducing the culture medium for mixing with immunomagnetic isolation beads (inlet A). Inlet C is used to introduce wash buffer actuated by a syringe pump. Figure 4 demonstrates the mixing process through inlet A and inlet B and outlet to the exosome isolation channel (coil channel) under fluorescence microscope observation using a fluorescence dye solution. Figure 5(b) records the mixture of immunomagnetic beads within the serpentine channel.

Leucócitos derivados de sangue humano foram cultivados no dispositivo de cultura com a morfologia mostrada na Figura 5(c). Poucas células vermelhas do sangue foram ainda observadas tendo um formato de copo. Os exossomos secretados foram isolados, capturados, e foto-liberados a partir da saída do chip, e caracterizados por imagem SEM mostrada na Figura 5(d).Human blood-derived leukocytes were cultured in the culture device with the morphology shown in Figure 5(c). Few red blood cells were even observed to have a cup shape. Secreted exosomes were isolated, captured, and photo-released from the chip output, and characterized by SEM image shown in Figure 5(d).

[00135] Um ligante foto-clivável foi conjugado com bi-função de biotina e química NHS em ambas as extremidades. O grupo de biotina ancora o ligante foto-clivável à superfície de esferas imunomagnéticas de estreptavidina e o grupo NHS conjuga o peptídeo MHC-I através da amina primária, como mostrado na Figura 7A. As moléculas MHC de classe I são heterodímeros que consistem em duas cadeias polipeptídicas, α e β2-microglobulina. As duas cadeias são ligadas de forma não covalente por meio da interação do domínio b2m e do α3. Os outros dois domínios α1 e α2 são dobrados para formar um sulco para ligação a peptídeos de 8-10 aminoácidos (peptídeo de ligação a MHC- I). O complexo de ligação MHC-I/ peptídeo será exibido para células T citotóxicas, consequentemente, para desencadear uma resposta imediata do sistema imunológico. Uma vez que os exossomos MHC-I positivos são capturados pelo peptídeo antigênico de direcionamento de tumor (TTA) e retidos por esferas imunomagnéticas dentro da câmara de captura com o campo magnético, o tampão de carregamento antigênico com peptídeos TTA saturados será introduzido via entrada C para se ligar completamente e ocupar os locais restantes de ligação de peptídeos MHC-I disponíveis. Este processo de modificação por engenharia de superfície antigênica pode melhorar substancialmente a quantidade de carga de peptídeos TTA para exossomos positivos para MHC-I capturados e aumentar a potência para ativar as células T.[00135] A photo-cleavable linker was conjugated with biotin bi-function and NHS chemistry at both ends. The biotin group anchors the photo-cleavable linker to the surface of streptavidin immunomagnetic beads and the NHS group conjugates the MHC-I peptide via the primary amine, as shown in Figure 7A. Class I MHC molecules are heterodimers that consist of two polypeptide chains, α and β2-microglobulin. The two chains are non-covalently linked through the interaction of the b2m and α3 domains. The other two domains α1 and α2 are folded to form a groove for binding 8-10 amino acid peptides (MHC-I binding peptide). The MHC-I/peptide binding complex will be displayed to cytotoxic T cells, consequently, to trigger an immediate immune system response. Once the MHC-I positive exosomes are captured by the tumor targeting antigen peptide (TTA) and retained by immunomagnetic beads inside the capture chamber with the magnetic field, the antigen loading buffer with saturated TTA peptides will be introduced via input C to completely bind and occupy the remaining MHC-I peptide binding sites available. This antigenic surface engineering modification process can substantially improve the amount of TTA peptide loading to captured MHC-I positive exosomes and increase the potency to activate T cells.

[00136] Foi ainda caracterizada a força de ligação entre as esferas imunomagnéticas de foto-liberação modificadas com peptídeo MHC-I com exossomos positivos para MCH-I marcados com fluorescência, como mostrado na Figura 7B. O anticorpo MHC-I serve como controle positivo para avaliar a força de ligação entre os peptídeos de antígeno direcionados a tumor e exossomos positivos para MHC-I. Por causa da força de ligação mais forte entre o complexo MHC-I/ peptídeo, ele tem um potencial mais alto para ativar as respostas antitumorais de células T. Foi demonstrado que gp-100 tem uma capacidade mais forte de formar o complexo MHC-I/ peptídeo e a força de ligação é ainda mais forte do que o anticorpo MHC-I (95% vs 84,8%).[00136] The strength of binding between the MHC-I peptide-modified photo-release immunomagnetic beads with fluorescently labeled MCH-I positive exosomes was further characterized as shown in Figure 7B. The MHC-I antibody serves as a positive control to assess the strength of binding between tumor-targeting antigen peptides and MHC-I positive exosomes. Because of the stronger binding strength between the MHC-I/peptide complex, it has a higher potential to activate T cell antitumor responses. gp-100 has been shown to have a stronger ability to form the MHC-I complex / peptide and the binding strength is even stronger than the MHC-I antibody (95% vs 84.8%).

[00137] O desempenho da foto-liberação sob demanda foi caracterizado nas Figuras 8A-8E. Com a comparação entre o controle positivo e de controle negativo, os exossomos marcados com fluorescência foram capturados e libertados através da medição da intensidade da fluorescência de esferas agregadas sob um microscópio invertido de fluorescência. A abordagem de imagem SEM foi usada para confirmar o processo de foto-liberação. Ao comparar a imagem SEM da superfície da esfera antes e depois da fotoclivagem, não havia partículas exossômicas identificáveis apresentadas na superfície das esferas, indicando o bom desempenho de foto-liberação. O tempo de exposição aos raios ultravioleta também foi caracterizado por atingir uma taxa de fotoclivagem de 98% em 8 minutos de exposição aos raios ultravioleta. A distribuição de tamanho de exossomos modificados por engenharia e exossomos não modificados por engenharia foi avaliada, o que mostrou uma faixa de tamanho apropriado de exossomos entre 50 nm e 200 nm, confirmando que os exossomos modificados por engenharia estão mantendo uma boa integridade.[00137] On-demand photo-release performance has been characterized in Figures 8A-8E. With the comparison between the positive control and the negative control, the fluorescently labeled exosomes were captured and released by measuring the fluorescence intensity of aggregated beads under an inverted fluorescence microscope. The SEM imaging approach was used to confirm the photo-release process. When comparing the SEM image of the sphere surface before and after photocleavage, there were no identifiable exosomal particles presented on the surface of the spheres, indicating good photo-release performance. The exposure time to ultraviolet rays was also characterized by reaching a photocleavage rate of 98% in 8 minutes of exposure to ultraviolet rays. The size distribution of engineered exosomes and unengineered exosomes was evaluated, which showed an appropriate size range of exosomes between 50 nm and 200 nm, confirming that the engineered exosomes are maintaining good integrity.

[00138] O efeito colateral da exposição ao UV dos conteúdos moleculares do exossomo foi investigado, o que mostra mudanças não detectáveis em termos de proteínas exossômicas, DNAs e RNAs sob tratamento com UV de 10 minutos (Figura 13).[00138] The side effect of UV exposure of the molecular contents of the exosome was investigated, which shows undetectable changes in terms of exosomal proteins, DNAs and RNAs under 10-minute UV treatment (Figure 13).

[00139] A fim de avaliar a potência e integridade dos exossomos modificados por engenharia liberados de um dispositivo de cultura de células microfluídicas via foto-liberação sob demanda, os exossomos de uma saída de chip foram colhidos e marcados com fluorescência verde. Os exossomos modificados por engenharia com gp-100 e os exossomos não modificados por engenharia foram incubados com monócitos dendríticos para monitorar a captação celular com um intervalo de uma hora. As células foram então fixadas e os núcleos foram corados com DAPI. Os pontos verdes mostrados na Figura 9A são exossomos marcados, que são abundantemente distribuídos em torno dos núcleos celulares. A captação celular começa dentro de uma hora e a velocidade de captação é muito mais rápida do que os exossomos não modificados. Após 4 horas, foi observado que tanto os exossomos modificados por engenharia quanto os não modificados por engenharia foram eliminados pela via do lisossoma. Esta observação indicou que os exossomos modificados com gp-100 são muito mais ativos para a absorção de monócitos dendríticos. A expressão de citocina IFN-γ foi monitorada a partir da incubação do exossomo modificado com gp-100 com monócitos dendríticos usando ELISA. Em comparação com a incubação de exossomos não modificados por engenharia, o nível de expressão de IFN-γ foi muito maior por 48 horas após o monitoramento contínuo, com um aumento de quase 2 vezes. A linha tracejada cinza na Figura 9B indica o controle positivo usando a proteína PWM como estimulador. A morfologia celular dendrítica após estimulação foi mostrada na Figura 14. Em comparação com o controle negativo sem estimulação, a proteína PWM e os exossomos modificados por engenharia com gp-100 deram influência significativa na mudança para células dendríticas flutuantes redondas. Os exossomos modificados por engenharia com gp-100 mostraram maior taxa de estimulação para a produção de citocina IFN-γ do que a estimulação da proteína PWM controle.[00139] In order to assess the potency and integrity of the engineered-modified exosomes released from a microfluidic cell culture device via on-demand photo-release, exosomes from a chip output were harvested and labeled with green fluorescence. The gp-100 engineered exosomes and the unengineered exosomes were incubated with dendritic monocytes to monitor cell uptake at an interval of one hour. Cells were then fixed and nuclei were stained with DAPI. The green dots shown in Figure 9A are tagged exosomes, which are abundantly distributed around cell nuclei. Cellular uptake starts within an hour and the uptake speed is much faster than unmodified exosomes. After 4 hours, it was observed that both engineered and unengineered exosomes were eliminated via the lysosome pathway. This observation indicated that exosomes modified with gp-100 are much more active for the absorption of dendritic monocytes. Cytokine IFN-γ expression was monitored from the incubation of the modified exosome with gp-100 with dendritic monocytes using ELISA. Compared to incubation of unengineered exosomes, the expression level of IFN-γ was much higher for 48 hours after continuous monitoring, with an increase of almost 2-fold. The gray dashed line in Figure 9B indicates the positive control using the PWM protein as a stimulator. Dendritic cell morphology after stimulation was shown in Figure 14. Compared to the negative control without stimulation, PWM protein and engineered exosomes with gp-100 gave significant influence on the shift to round floating dendritic cells. The exosomes engineered with gp-100 showed a higher rate of stimulation for the production of cytokine IFN-γ than the stimulation of the control PWM protein.

[00140] Foi ainda investigada adicionalmente a potência do exossomo modificado por engenharia com gp-100 para a ativação de células T CD8+ em proliferação e citólise. Foi observado que os exossomos modificados por engenharia com gp-100 têm a capacidade de ativar células T transgênicas na presença de células dendríticas ativadas. As células T CD8 específicas para gp100 foram purificadas a partir do baço de 2 camundongos transgênicos Pmel1 por seleção magnética de células e marcadas com corante de proliferação Cell Trace Violet. As células T purificadas foram cultivadas sozinhas (apenas células T) e misturadas a uma razão de 3:1 com células JAWS naïve (uma linhagem de células dendríticas imaturas derivada de um camundongo C57BL/6), células T + células JAWS ou células JAWS que foram ativadas por 48 horas com 200 ng/ml (células T + células JAWS ativadas). Os exossomos modificados por engenharia com o peptídeo gp100 foram adicionados às culturas de células T em proporções crescentes de exossomos: células dendríticas (25, 50 e 100). Figura 10A. As células e os exossomos foram co-cultivados por 5 dias e, em seguida, as células T CD8 foram analisadas por citometria de fluxo para diluição de Cell Trace Violet como uma medida de proliferação. Com a condição de células T apenas como o controle negativo, foi observado que a taxa de proliferação de células T CD8+ cultivadas com JAWS ativadas de exossomos gp-100 apresentou aumento de mais de 30%, o que indicou que exossomos modificados com gp-100 têm forte potência para ativar citólise de célula T. Figura 10B. A modificação por engenharia de superfície antigênica microfluídica sob demanda desenvolvida e a foto-liberação de exossomos podem ser uma ferramenta poderosa para o desenvolvimento de uma vacina eficaz baseada em exossomos e um sistema de entrega para o avanço da imunoterapia contra o câncer.[00140] The potency of the exosome engineered with gp-100 for the activation of CD8+ T cells in proliferation and cytolysis was further investigated. It has been observed that exosomes engineered with gp-100 have the ability to activate transgenic T cells in the presence of activated dendritic cells. gp100-specific CD8 T cells were purified from the spleen of 2 Pmel1 transgenic mice by magnetic cell selection and stained with Cell Trace Violet proliferation dye. Purified T cells were cultured alone (T cells only) and mixed at a 3:1 ratio with naïve JAWS cells (an immature dendritic cell lineage derived from a C57BL/6 mouse), T cells + JAWS cells or JAWS cells which were activated for 48 hours with 200 ng/ml (T cells + activated JAWS cells). Exosomes engineered with the gp100 peptide were added to T cell cultures in increasing proportions of exosomes: dendritic cells (25, 50 and 100). Figure 10A. Cells and exosomes were co-cultured for 5 days and then CD8 T cells were analyzed by flow cytometry for Cell Trace Violet dilution as a measure of proliferation. With the T cell condition only as the negative control, it was observed that the proliferation rate of CD8+ T cells cultured with activated JAWS from gp-100 exosomes showed an increase of more than 30%, which indicated that exosomes modified with gp-100 have strong potency to activate T cell cytolysis. Figure 10B. Developed on-demand microfluidic antigen surface engineering modification and photo-release of exosomes may be a powerful tool for the development of an effective exosome-based vaccine and delivery system for advancing cancer immunotherapy.

[00141] A potência imunogênica também foi investigada para o vírus sincicial respiratório bovino (BRSV). Células T e células JAWS ativadas foram incubadas com concentrações crescentes de exossomos modificados por engenharia com peptídeo antimicrobiano BRSV (exossomos modificados por engenharia com Peptídeo 4: M187-195 peptídeo NAITNAKII, SEQ ID NO: 4). A estimulação imunológica da proliferação de células T CD8+ é linearmente respondida à dose de exossomos modificados, que é mais eficaz do que o uso de vacinas de peptídeo de alta dose.[00141] Immunogenic potency has also been investigated for bovine respiratory syncytial virus (BRSV). Activated T cells and JAWS cells were incubated with increasing concentrations of exosomes engineered with antimicrobial peptide BRSV (exosomes engineered with Peptide 4: M187-195 peptide NAITNAKII, SEQ ID NO: 4). Immunological stimulation of CD8+ T cell proliferation is linearly dose-responsive to modified exosomes, which is more effective than the use of high-dose peptide vaccines.

Os exossomos modificados por engenharia por BRSV têm a capacidade de ativar células T específicas de BRSV M na presença de células dendríticas ativadas.BRSV-engineered exosomes have the ability to activate BRSV M-specific T cells in the presence of activated dendritic cells.

Camundongos C57BL/6 foram imunizados duas vezes por via subcutânea com 20 nM de BRSV M187-196 adjuvado em QuilA.C57BL/6 mice were immunized twice subcutaneously with 20 nM of BRSV M187-196 adjuvanted in QuilA.

Pelo menos 4 semanas após a imunização final, os animais foram sacrificados e os baços foram coletados.At least 4 weeks after the final immunization, animals were sacrificed and spleens were collected.

Células T CD8+ e células dendríticas esplênicas CD11c+ foram isoladas por separação magnética de células.CD8+ T cells and CD11c+ splenic dendritic cells were isolated by magnetic cell separation.

As células T CD8+ foram marcadas com o corante de proliferação CellCD8+ T cells were labeled with the proliferation dye Cell

Trace Violet.Trace Violet.

As células T purificadas foram cultivadas sozinhas (apenas célulasPurified T cells were cultured alone (only cells

T), ou foram misturadas a uma razão de 3:1 com DC esplênica CD11c+ (célulasT), or were mixed at a 3:1 ratio with CD11c+ splenic DC (cells

T + DC). As células DC não foram estimuladas ou foram tratadas com 200 ng/ml de LPS para induzir a ativação das DC.T + DC). DC cells were not stimulated or were treated with 200 ng/ml LPS to induce DC activation.

Os exossomos modificados por engenharia carregados com o peptídeo BRSV usando a plataforma microfluídica acima descrita foram adicionados às culturas de células T em razões crescentes de exossomos: células dendríticas (25, 50 e 100). Os poços de controle negativo não receberam exossomos.Engineered exosomes loaded with the BRSV peptide using the microfluidic platform described above were added to T cell cultures at increasing exosomes:dendritic cell ratios (25, 50 and 100). Negative control wells received no exosomes.

Os poços de controle positivo foram tratados com peptídeo M187-196 puro a 1 nM ou 5 nM.Positive control wells were treated with pure M187-196 peptide at 1 nM or 5 nM.

As células e os exossomos foram co-Cells and exosomes were co-

cultivados por 5 dias e, em seguida, as células T CD8 foram analisadas por citometria de fluxo para diluição de Cell Trace Violet como uma medida de proliferação.cultured for 5 days and then CD8 T cells were analyzed by flow cytometry for Cell Trace Violet dilution as a measure of proliferation.

Os resultados são mostrados na Figura 11. Todos os resultados suportam que o método divulgado para captura, carregamento antigênico e foto- liberação pode produzir exossomos modificados por engenharia de peptídeo antimicrobiano que levam à ativação bem-sucedida de células T com alta potência.The results are shown in Figure 11. All results support that the disclosed method for capture, antigenic loading, and photo-release can produce antimicrobial peptide-engineered modified exosomes that lead to successful activation of high potency T cells.

EXEMPLO 2: ADMINISTRAÇÃO IN VIVO DE EXOSSOMOS MODIFICADOS POR ENGENHARIAEXAMPLE 2: IN VIVO ADMINISTRATION OF EXOSOMES MODIFIED BY ENGINEERING

[00142] O estudo de potência imunogênica acima usou camundongos transgênicos que foram injetados com exossomos modificados por engenharia usando o método patenteado divulgado. Os exossomos foram modificados por engenharia com gp-100 ou peptídeo BRSV M187-196 na superfície usando o processo microfluídico em linha de fluxo/ contínuo descrito acima e suspensos no tampão PBS para injeção intraperitoneal in vivo através da cauda. Não observamos reações no local da injeção ou respostas adversas (inchaço no local da injeção, irritação, etc.) nos camundongos injetados. Os camundongos foram observados duas vezes por dia durante as primeiras 72 horas após as injeções e nenhuma reação adversa foi observada, indicando a segurança geral in vivo dos exossomos modificados por engenharia e composições relacionadas.[00142] The above immunogenic potency study used transgenic mice that were injected with engineered exosomes using the disclosed patented method. Exosomes were engineered with gp-100 or BRSV M187-196 peptide on the surface using the in-line/continuous microfluidic process described above and suspended in PBS buffer for in vivo intraperitoneal injection via the tail. We did not observe injection site reactions or adverse responses (injection site swelling, irritation, etc.) in the injected mice. The mice were observed twice daily for the first 72 hours after the injections and no adverse reactions were observed, indicating the general safety in vivo of the engineered exosomes and related compositions.

Claims (50)

REIVINDICAÇÕES:CLAIMS: 1. MÉTODO PARA MODIFICAR POR ENGENHARIA UM ALVO BIOLÓGICO em um dispositivo microfluídico, caracterizado por compreender: misturar em um canal de mistura microfluídica do dispositivo microfluídico uma amostra biológica suspeita de conter o alvo biológico com uma pluralidade de partículas imunomagnéticas em um fluido para formar uma mistura; permitir que o alvo biológico, se presente, reaja e se ligue com as partículas imunomagnéticas na mistura para formar um complexo partícula/ alvo; imobilizar o complexo partícula/ alvo em uma câmara do dispositivo microfluídico aplicando um campo magnético dentro da câmara; modificar por engenharia o alvo no complexo partícula/ alvo por contato do referido alvo com uma pluralidade de frações ativas ou agentes ativos, em que a superfície do referido alvo é modificada na superfície com as referidas frações ativas ou em que a referida pluralidade de agentes ativos são carregados dentro do referido alvo para produzir um alvo modificado por engenharia; e liberar fotoliticamente o referido alvo modificado por engenharia do referido complexo de partícula/ alvo, em que a referida partícula permanece imobilizada na referida câmara e em que o referido alvo modificado por engenharia é lavado a jusante a uma saída do referido dispositivo microfluídico.1. METHOD FOR ENGINEERING A BIOLOGICAL TARGET in a microfluidic device, characterized in that it comprises: mixing in a microfluidic mixing channel of the microfluidic device a biological sample suspected of containing the biological target with a plurality of immunomagnetic particles in a fluid to form a mixture; allowing the biological target, if present, to react and bind with the immunomagnetic particles in the mixture to form a particle/target complex; immobilize the particle/target complex in a chamber of the microfluidic device by applying a magnetic field inside the chamber; engineering modifying the target in the particle/target complex by contacting said target with a plurality of active fractions or active agents, wherein the surface of said target is surface modified with said active fractions or wherein said plurality of active agents are loaded into said target to produce an engineered target; and photolytically releasing said engineered modified target from said particle/target complex, wherein said particle remains immobilized in said chamber and wherein said engineered modified target is washed downstream of an outlet of said microfluidic device. 2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo referido alvo biológico ser selecionado a partir do grupo que consiste em células, vesículas extracelulares e frações de células semelhantes a vesículas.2. METHOD according to claim 1, characterized in that said biological target is selected from the group consisting of cells, extracellular vesicles and fractions of vesicle-like cells. 3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelas referidas vesículas extracelulares serem exossomos ou microssomos.3. METHOD, according to claim 2, characterized in that said extracellular vesicles are exosomes or microsomes. 4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender ainda: introduzir células dentro de uma câmara de cultura de células do dispositivo microfluídico; cultivar as células em condições que permitem a liberação dos referidos exossomos; e introduzir os exossomos dentro do referido canal de mistura para mistura com a referida pluralidade de partículas imunomagnéticas.4. METHOD, according to claim 3, characterized in that it further comprises: introducing cells into a cell culture chamber of the microfluidic device; cultivate the cells under conditions that allow the release of said exosomes; and introducing exosomes into said mixing channel for mixing with said plurality of immunomagnetic particles. 5. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelas células serem selecionadas a partir do grupo que consiste em células dendríticas, células tronco, células do sistema imunológico, células progenitoras de megacariócitos e macrófagos.5. METHOD according to claim 4, characterized in that the cells are selected from the group consisting of dendritic cells, stem cells, immune system cells, progenitor cells of megakaryocytes and macrophages. 6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelas referidas frações ativas reconhecerem e se ligarem especificamente a proteínas de superfície no alvo biológico.6. METHOD, according to claim 1, characterized in that said active fractions recognize and specifically bind to surface proteins on the biological target. 7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por substancialmente todas as referidas proteínas de superfície serem ligadas a porções ativas após a referida etapa de modificação por engenharia, de modo que o referido alvo seja substancialmente revestido com as referidas porções ativas.The method according to claim 6, characterized in that substantially all of said surface proteins are linked to active moieties after said engineering modification step, so that said target is substantially coated with said active moieties. 8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelas referidas partículas imunomagnéticas terem um diâmetro de 500 nm ou superior.8. METHOD according to claim 1, characterized in that said immunomagnetic particles have a diameter of 500 nm or greater. 9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por cada uma das referidas partículas imunomagnéticas reagir com uma pluralidade dos referidos alvos biológicos na referida amostra, de modo que o referido complexo partícula/ alvo compreenda uma pluralidade dos referidos alvos biológicos ligados a uma única partícula central.The method according to claim 1, characterized in that each of said immunomagnetic particles reacts with a plurality of said biological targets in said sample, such that said particle/target complex comprises a plurality of said biological targets linked to a single central particle. 10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por cada partícula se ligar a um único tipo de alvo biológico por vez, de modo que o mesmo tipo de alvo biológico seja ligado a cada partícula.10. METHOD, according to claim 9, characterized in that each particle binds to a single type of biological target at a time, so that the same type of biological target is attached to each particle. 11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela referida liberação fotolítica compreender a exposição do referido complexo de partícula/ alvo à luz na referida câmara microfluídica.11. METHOD, according to claim 1, characterized in that said photolytic release comprises exposing said particle/target complex to light in said microfluidic chamber. 12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo referido alvo ser liberado dentro de 15 minutos após a referida exposição.12. METHOD, according to claim 11, characterized in that said target is released within 15 minutes after said exposure. 13. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo método ser realizado em um processo contínuo no referido dispositivo microfluídico, de preferência dentro de 90 minutos ou menos a partir da referida mistura até a coleta do referido alvo modificado por engenharia na referida saída.13. METHOD according to claim 1, characterized in that the method is performed in a continuous process in said microfluidic device, preferably within 90 minutes or less from said mixture until the collection of said engineered modified target in said outlet . 14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelas porções ativas serem peptídeos antigênicos.14. METHOD, according to claim 1, characterized in that the active portions are antigenic peptides. 15. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos referidos agentes ativos serem drogas, nucleotídeos, sistemas CRISPR Cas9, compostos de moléculas pequenas, quimioterápicos e semelhantes.15. METHOD according to claim 1, characterized in that said active agents are drugs, nucleotides, CRISPR Cas9 systems, compounds of small molecules, chemotherapy and the like. 16. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo referido substrato plano do dispositivo microfluídico compreender uma entrada em comunicação de fluido com a referida câmara através de um canal microfluídico que se estende entre a entrada e a câmara, a referida câmara estando a jusante da referida entrada e estando em comunicação fluida com uma saída, a referida saída estando a jusante da referida câmara.The method of claim 1, characterized in that said flat substrate of the microfluidic device comprises an inlet in fluid communication with said chamber through a microfluidic channel extending between the inlet and the chamber, said chamber being at the downstream of said inlet and being in fluid communication with an outlet, said outlet being downstream of said chamber. 17. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo referido dispositivo microfluídico compreender uma pluralidade de entradas para introduzir a referida amostra, as referidas partículas imunomagnéticas e o tampão de lavagem dentro do referido dispositivo.The method of claim 16, characterized in that said microfluidic device comprises a plurality of inlets for introducing said sample, said immunomagnetic particles and washing buffer into said device. 18. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo referido canal microfluídico ter um caminho de fluxo em serpentina para facilitar a mistura das referidas partículas imunomagnéticas e da referida amostra.18. The METHOD of claim 16, characterized in that said microfluidic channel has a serpentine flow path to facilitate mixing of said immunomagnetic particles and said sample. 19. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo referido dispositivo compreender ainda uma câmara de cultura de células em comunicação fluida com o referido canal microfluídico.The METHOD according to claim 16, characterized in that said device further comprises a cell culture chamber in fluid communication with said microfluidic channel. 20. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado por cada uma das partículas imunomagnéticas compreender uma pluralidade de ligantes fotocliváveis que se estendem da superfície da partícula, cada um com uma respectiva sonda de afinidade na extremidade terminal do mesmo, para capturar o alvo biológico.The METHOD according to any one of claims 1 to 19, characterized in that each of the immunomagnetic particles comprises a plurality of photocleavable linkers extending from the surface of the particle, each with a respective affinity probe at the terminal end thereof, to capture the biological target. 21. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pela sonda de afinidade compreender um peptídeo antigênico ou o epítopo antigênico do mesmo.21. METHOD, according to claim 20, characterized in that the affinity probe comprises an antigenic peptide or its antigenic epitope. 22. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pela sonda de afinidade incluir um peptídeo antigênico selecionado a partir de MAGE-A3, gp-100, HER-2, p53, PSA-1 e MART-1.22. METHOD according to claim 21, characterized in that the affinity probe includes an antigenic peptide selected from MAGE-A3, gp-100, HER-2, p53, PSA-1 and MART-1. 23. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pela ligação da referida sonda de afinidade com o referido alvo biológico formar um complexo imunoestimulador, que após a liberação da partícula aumenta a apresentação de antígeno e a ativação de células do sistema imunológico e inicia as respostas imunológicas.23. METHOD according to claim 20, characterized in that the binding of said affinity probe with said biological target forms an immunostimulating complex, which after the release of the particle increases antigen presentation and the activation of cells of the immune system and initiates the immune responses. 24. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pela sonda de afinidade ser selecionada quanto à especificidade para uma molécula imunoestimuladora selecionada a partir do grupo que consiste em moléculas de MHC de classe I, moléculas de MHC de classe II, interleucinas, TNFα, IFNγ, RANTES, G-CSF, M-CSF, IFNα, CTAPIII, ENA-78, GRO, I-309, PF- 4, IP-10, LD-78, MGSA, MIP-1α, MIP-1β e combinações das mesmas.24. METHOD according to claim 20, characterized in that the affinity probe is selected as to specificity for an immunostimulatory molecule selected from the group consisting of class I MHC molecules, class II MHC molecules, interleukins, TNFα , IFNγ, RANTES, G-CSF, M-CSF, IFNα, CTAPIII, ENA-78, GRO, I-309, PF-4, IP-10, LD-78, MGSA, MIP-1α, MIP-1β and combinations the same. 25. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo ligante fotoclivável ser conjugado com a superfície da partícula por meio de uma porção de biotina.25. METHOD according to claim 20, characterized in that the photocleavable linker is conjugated to the surface of the particle by means of a portion of biotin. 26. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelas sondas de afinidade serem da mesma classe ou mesmo tipo de composto que as porções ativas.26. METHOD, according to claim 20, characterized in that the affinity probes are of the same class or same type of compound as the active portions. 27. COMPOSIÇÃO, caracterizada por compreender um alvo biológico modificado por engenharia, preparado pelo método, conforme definido na reivindicação 1.27. COMPOSITION, characterized in that it comprises an engineered biological target, prepared by the method, as defined in claim 1. 28. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 27, caracterizada pelo referido alvo biológico modificado por engenharia ser um exossomo, o referido exossomo compreendendo uma pluralidade de frações ativas ligadas à superfície.The COMPOSITION of claim 27, characterized in that said engineered-modified biological target is an exosome, said exosome comprising a plurality of surface-bound active fractions. 29. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 28, caracterizada pelas referidas frações ativas serem peptídeos antigênicos ou epítopos antigênicos dos mesmos.29. COMPOSITION according to claim 28, characterized in that said active fractions are antigenic peptides or antigenic epitopes thereof. 30. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 29, caracterizada pelo referido peptídeo antigênico ser selecionado a partir de MAGE-A3, gp-100, HER-2, p53, PSA-1 e MART-1.30. COMPOSITION according to claim 29, characterized in that said antigenic peptide is selected from MAGE-A3, gp-100, HER-2, p53, PSA-1 and MART-1. 31. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 29, caracterizada pelo referido peptídeo antigênico ser selecionado quanto à especificidade para uma molécula imunoestimuladora selecionada a partir do grupo que consiste em moléculas de MHC de classe I, moléculas de MHC de classe II, interleucinas, TNFα, IFNγ, RANTES, G-CSF, M-CSF, IFNα, CTAPIII, ENA-78, GRO, I-309, PF-4, IP-10, LD-78, MGSA, MIP-1α, MIP-1β e combinações das mesmas.31. COMPOSITION according to claim 29, characterized in that said antigenic peptide is selected as to specificity for an immunostimulatory molecule selected from the group consisting of class I MHC molecules, class II MHC molecules, interleukins, TNFα , IFNγ, RANTES, G-CSF, M-CSF, IFNα, CTAPIII, ENA-78, GRO, I-309, PF-4, IP-10, LD-78, MGSA, MIP-1α, MIP-1β and combinations the same. 32. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 31, caracterizada pelo referido peptídeo antigênico e pela referida molécula imunoestimuladora se ligarem para formar um complexo imunoestimulador na superfície dos referidos exossomos, o que aumenta a apresentação do antígeno e a ativação de células do sistema imunológico e as respostas imunológicas iniciais dos referidos exossomos.32. A COMPOSITION according to claim 31, characterized in that said antigenic peptide and said immunostimulating molecule bind to form an immunostimulating complex on the surface of said exosomes, which increases antigen presentation and activation of immune system cells and the initial immune responses of these exosomes. 33. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 27, caracterizada pelo referido alvo biológico modificado por engenharia ser um exossomo, o referido exossomo compreendendo uma pluralidade de agentes ativos carregados nele.33. THE COMPOSITION of claim 27, characterized in that said engineered-modified biological target is an exosome, said exosome comprising a plurality of active agents loaded therein. 34. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 33, caracterizada pelos referidos agentes ativos serem selecionados a partir do grupo que consiste em nucleotídeos, drogas, quimioterápicos, compostos de moléculas pequenas, sistemas CRISPR Cas9 e semelhantes.34. COMPOSITION according to claim 33, characterized in that said active agents are selected from the group consisting of nucleotides, drugs, chemotherapeutics, small molecule compounds, CRISPR Cas9 systems and the like. 35. MÉTODO DE ATIVAÇÃO DE CÉLULAS do sistema imunológico e/ou resposta imunológica inicial, caracterizado pelo referido método compreender colocar em contato uma célula do sistema imunológico com uma composição, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 27 a 34.35. METHOD OF ACTIVATION OF CELLS of the immune system and/or initial immune response, characterized in that said method comprises contacting an immune system cell with a composition, as defined in any one of claims 27 to 34. 36. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pelo referido contato compreender a administração da referida composição a um sujeito em necessidade da mesma.36. METHOD according to claim 35, characterized in that said contact comprises the administration of said composition to a subject in need thereof. 37. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo referido método ser eficaz para ativar o sistema imunológico inato ou adaptativo do referido sujeito contra uma condição.37. The method according to claim 36, characterized in that said method is effective to activate said subject's innate or adaptive immune system against a condition. 38. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pela referida condição ser uma infecção.38. METHOD according to claim 37, characterized in that said condition is an infection. 39. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pela condição ser câncer.39. METHOD, according to claim 37, characterized in that the condition is cancer. 40. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 39, caracterizado por compreender ainda a administração de um agente quimioterápico.40. METHOD according to claim 39, characterized in that it further comprises the administration of a chemotherapeutic agent. 41. DISPOSITIVO MICROFLUÍDICO para uso na modificação por engenharia de um alvo biológico, caracterizado pelo referido dispositivo compreender: uma câmara de cultura de células dimensionada para manter o material biológico em uma configuração tridimensional; um canal de mistura fluidamente conectado à câmara de cultura de células e compreendendo uma pluralidade de canais de entrada de amostra dispostos ao longo do canal de mistura, em que a razão de uma largura da câmara de cultura de células para a maior dimensão da seção transversal do canal de mistura é de pelo menos 5:1; um canal de isolamento definindo um caminho para fluxo de fluido do canal de mistura para uma saída de isolamento; e uma câmara de coleta fluidamente conectada à saída de isolamento e compreendendo um ímã operativamente acoplado à câmara de coleta para produzir um campo magnético dentro da câmara de coleta.41. MICROFLUID DEVICE for use in engineering modification of a biological target, characterized in that said device comprises: a cell culture chamber sized to maintain biological material in a three-dimensional configuration; a mixing channel fluidly connected to the cell culture chamber and comprising a plurality of sample inlet channels disposed along the mixing channel, wherein the ratio of a cell culture chamber width to the largest cross-sectional dimension of the mix channel is at least 5:1; an isolation channel defining a path for fluid flow from the mixing channel to an isolation outlet; and a collection chamber fluidly connected to the isolation outlet and comprising a magnet operatively coupled to the collection chamber to produce a magnetic field within the collection chamber. 42. DISPOSITIVO MICROFLUÍDICO para uso na modificação por engenharia de um alvo biológico, caracterizado pelo referido dispositivo compreender: uma câmara de cultura de células compreendendo uma entrada de cultura de células e uma saída de cultura de células, um canal de entrada de fluido e um canal de entrada de partículas, em que a saída de cultura de células, o canal de entrada de fluido e o canal de entrada de partículas convergem fluidamente em uma interseção de mistura; um canal de mistura fluidamente conectado à interseção de mistura e definindo um caminho para o fluxo de fluido da interseção de mistura para uma saída de mistura, em que a razão de uma largura da câmara de cultura de células para a maior dimensão da seção transversal do canal de mistura é de pelo menos 5:1; e uma câmara de coleta fluidamente conectada à saída de mistura e compreendendo um ímã operativamente acoplado à câmara de coleta para produzir um campo magnético dentro da câmara de coleta.42. MICROFLUID DEVICE for use in engineering modification of a biological target, characterized in that said device comprises: a cell culture chamber comprising a cell culture inlet and a cell culture outlet, a fluid inlet channel and a particle inlet, wherein the cell culture outlet, fluid inlet, and particle inlet fluidly converge at a mixing intersection; a mixing channel fluidly connected to the mixing intersection and defining a path for fluid flow from the mixing intersection to a mixing outlet, in which the ratio of a cell culture chamber width to the largest cross-sectional dimension of the mixing channel is at least 5:1; and a collection chamber fluidly connected to the mixing outlet and comprising a magnet operatively coupled to the collection chamber to produce a magnetic field within the collection chamber. 43. DISPOSITIVO MICROFLUÍDICO, de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo canal de mistura compreender um canal de isolamento disposto entre a interseção de mistura e a saída de mistura.43. MICROFLUIDIC DEVICE, according to claim 42, characterized in that the mixing channel comprises an isolation channel disposed between the mixing intersection and the mixing outlet. 44. DISPOSITIVO MICROFLUÍDICO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 41 a 43, caracterizado pelo canal de isolamento ter uma geometria em serpentina.44. MICROFLUIDIC DEVICE, according to any one of claims 41 to 43, characterized in that the isolation channel has a serpentine geometry. 45. DISPOSITIVO MICROFLUÍDICO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 41 a 44, caracterizado pelo canal de isolamento compreender um domínio de constrição de canal que diminui em largura.45. The MICROFLUID DEVICE according to any one of claims 41 to 44, characterized in that the isolation channel comprises a channel constriction domain that decreases in width. 46. DISPOSITIVO MICROFLUÍDICO, de acordo com a reivindicação 45, caracterizado pelo canal de isolamento compreender uma pluralidade de domínios de constrição de canal para a produção de perfil de fluxo de vórtice local, de preferência pelo menos 5 domínios de constrição de canal.46. MICROFLUID DEVICE according to claim 45, characterized in that the isolation channel comprises a plurality of channel constriction domains for producing local vortex flow profile, preferably at least 5 channel constriction domains. 47. DISPOSITIVO MICROFLUÍDICO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 41 a 46, caracterizado pela razão da largura da câmara de cultura de células para a maior dimensão da seção transversal do canal de mistura ser de 5:1 a 500:1, de 5:1 a 20:1 ou de 6:1 a 12:1.47. MICROFLUIDIC DEVICE, according to any one of claims 41 to 46, characterized in that the ratio of the width of the cell culture chamber to the largest cross-sectional dimension of the mixing channel is from 5:1 to 500:1, from 5 :1 to 20:1 or from 6:1 to 12:1. 48. DISPOSITIVO MICROFLUÍDICO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 41 a 47, caracterizado pela câmara de cultura de células ter um volume de cerca de 200 microlitros ou mais, de preferência de cerca de 200 microlitros a cerca de 1 mililitro.A MICROFLUID DEVICE according to any one of claims 41 to 47, characterized in that the cell culture chamber has a volume of about 200 microliters or more, preferably from about 200 microliters to about 1 milliliter. 49. DISPOSITIVO MICROFLUÍDICO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 41 a 48, caracterizado pelo canal de mistura ter uma altura e uma largura, em que cada altura e largura é de pelo menos 50 mícrons, de preferência entre 50 e 500 mícrons.A MICROFLUID DEVICE according to any one of claims 41 to 48, characterized in that the mixing channel has a height and a width, where each height and width is at least 50 microns, preferably between 50 and 500 microns. 50. DISPOSITIVO MICROFLUÍDICO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 41 a 49, caracterizado por compreender ainda uma bomba operativamente acoplada ao dispositivo microfluídico.50. MICROFLUIDIC DEVICE, according to any one of claims 41 to 49, characterized in that it further comprises a pump operatively coupled to the microfluidic device.
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