Nanoscale ligand spacing influences receptor triggering in T cells and NK cells

Nano Letters

Volumn 13, Issue 11, 2013, Pages 5608-5614

  Delcassian, Derfogail ^a   Depoil, David ^b   Rudnicka, Dominika ^a   Liu, Mengling ^b   Davis, Daniel M ^a,d   Dustin, Michael L ^b,c   Dunlop, Iain E ^a  

^a IMPERIAL COLLEGE LONDON   (United Kingdom)

^b NEW YORK UNIVERSITY SCHOOL OF MEDICINE   (United States)

^c UNIVERSITY OF OXFORD   (United Kingdom)

^d UNIVERSITY OF MANCHESTER   (United Kingdom)

Author keywords

biofunctionalized nanoparticles; ligand density; Nanopatterning; NK cell; T cell

Indexed keywords

BIOFUNCTIONALIZED NANOPARTICLES; CELL SURFACE RECEPTORS; INTER-PARTICLE SPACING; LIGAND DENSITY; NANOPATTERNING; NATURAL KILLER CELLS; NK CELLS; SPATIAL ORGANIZATION;

CELL MEMBRANES; LIGANDS; NANOTECHNOLOGY; T-CELLS;

CYTOLOGY;

CD3 ANTIGEN; CELL SURFACE RECEPTOR; FC RECEPTOR; LYMPHOCYTE ANTIGEN RECEPTOR; NANOPARTICLE; NATURAL KILLER CELL RECEPTOR;

ARTICLE; CHEMISTRY; HUMAN; IMMUNOLOGY; NANOTECHNOLOGY; NATURAL KILLER CELL; T LYMPHOCYTE;

ANTIGENS, CD3; HUMANS; KILLER CELLS, NATURAL; NANOPARTICLES; NANOTECHNOLOGY; RECEPTOR-CD3 COMPLEX, ANTIGEN, T-CELL; RECEPTORS, CELL SURFACE; RECEPTORS, IGG; RECEPTORS, NATURAL KILLER CELL; T-LYMPHOCYTES;

EID: 84887852838     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl403252x     Document Type: Article

References (68)

1. Orange, J. S. Nat. Rev. Immunol. 2008, 8 (9) 713-25
2. Eissmann, P.; Davis, D. M. Curr. Top. Microbiol. Immunol. 2010, 340, 63-79
3. Xie, J.; Tato, C. M.; Davis, M. M. Immunol. Rev. 2013, 251 (1) 65-79
4. Kalos, M.; Levine, B. L.; Porter, D. L.; Katz, S.; Grupp, S. A.; Bagg, A.; June, C. H. Sci. Transl. Med. 2011, 3 (95) 95ra73
5. O'Connor, R. S.; Hao, X.; Shen, K.; Bashour, K.; Akimova, T.; Hancock, W. W.; Kam, L. C.; Milone, M. C. J. Immunol. 2012, 189 (3) 1330-9
6. Platzman, I.; Janiesch, J.-W.; Matic, J.; Spatz, J. P. Isr. J. Chem. 2013, 53, 655-69
7. Grakoui, A.; Bromley, S. K.; Sumen, C.; Davis, M. M.; Shaw, A. S.; Allen, P. M.; Dustin, M. L. Science 1999, 285 (5425) 221-7
8. Orange, J. S.; Harris, K. E.; Andzelm, M. M.; Valter, M. M.; Geha, R. S.; Strominger, J. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100 (24) 14151-6
9. Davis, S. J.; van der Merwe, P. A. Nat. Immunol. 2006, 7 (8) 803-9
10. James, J. R.; Vale, R. D. Nature 2012, 487 (7405) 64-9
11. Kohler, K.; Xiong, S.; Brzostek, J.; Mehrabi, M.; Eissmann, P.; Harrison, A.; Cordoba, S. P.; Oddos, S.; Miloserdov, V.; Gould, K.; Burroughs, N. J.; van der Merwe, P. A.; Davis, D. M. PloS One 2010, 5 (11) e15374
12. Varma, R.; Campi, G.; Yokosuka, T.; Saito, T.; Dustin, M. L. Immunity 2006, 25 (1) 117-27
13. Lillemeier, B. F.; Mortelmaier, M. A.; Forstner, M. B.; Huppa, J. B.; Groves, J. T.; Davis, M. M. Nat. Immunol. 2010, 11 (1) 90-6
14. Williamson, D. J.; Owen, D. M.; Rossy, J.; Magenau, A.; Wehrmann, M.; Gooding, J. J.; Gaus, K. Nat. Immunol. 2011, 12 (7) 655-62
15. Campi, G.; Varma, R.; Dustin, M. L. J. Exp. Med. 2005, 202 (8) 1031-6
16. Sherman, E.; Barr, V.; Manley, S.; Patterson, G.; Balagopalan, L.; Akpan, I.; Regan, C. K.; Merrill, R. K.; Sommers, C. L.; Lippincott-Schwartz, J.; Samelson, L. E. Immunity 2011, 35 (5) 705-20
17. Liu, D.; Peterson, M. E.; Long, E. O. Immunity 2012, 36 (4) 600-11
18. Liu, D.; Bryceson, Y. T.; Meckel, T.; Vasiliver-Shamis, G.; Dustin, M. L.; Long, E. O. Immunity 2009, 31 (1) 99-109
19. Brown, A. C.; Dobbie, I. M.; Alakoskela, J. M.; Davis, I.; Davis, D. M. Blood 2012, 120 (18) 3729-40
20. Pageon, S. V.; Cordoba, S. P.; Owen, D. M.; Rothery, S. M.; Oszmiana, A.; Davis, D. M. Sci. Signal. 2013, 6 (285) ra62
21. Yokosuka, T.; Sakata-Sogawa, K.; Kobayashi, W.; Hiroshima, M.; Hashimoto-Tane, A.; Tokunaga, M.; Dustin, M. L.; Saito, T. Nat. Immunol. 2005, 6 (12) 1253-62
22. Cavalcanti-Adam, E. A.; Micoulet, A.; Blummel, J.; Auernheimer, J.; Kessler, H.; Spatz, J. P. Eur. J. Cell Biol. 2006, 85 (3-4) 219-224
23. Kilian, K. A.; Bugarija, B.; Lahn, B. T.; Mrksich, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107 (11) 4872-7
24. Tang, J.; Peng, R.; Ding, J. Biomaterials 2010, 31 (9) 2470-6
25. Curran, J. M.; Stokes, R.; Irvine, E.; Graham, D.; Amro, N. A.; Sanedrin, R. G.; Jamil, H.; Hunt, J. A. Lab Chip 2010, 10 (13) 1662-70
26. Senaratne, W.; Sengupta, P.; Jakubek, V.; Holowka, D.; Ober, C. K.; Baird, B. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128 (17) 5594-5
27. Huang, N. F.; Patlolla, B.; Abilez, O.; Sharma, H.; Rajadas, J.; Beygui, R. E.; Zarins, C. K.; Cooke, J. P. Acta Biomater. 2010, 6 (12) 4614-21
28. Dalby, M. J.; Gadegaard, N.; Tare, R.; Andar, A.; Riehle, M. O.; Herzyk, P.; Wilkinson, C. D.; Oreffo, R. O. Nat. Mater. 2007, 6 (12) 997-1003
29. Taylor, Z. R.; Keay, J. C.; Sanchez, E. S.; Johnson, M. B.; Schmidtke, D. W. Langmuir 2012, 28 (25) 9656-63
30. Li, J. R.; Shi, L.; Deng, Z.; Lo, S. H.; Liu, G. Y. Biochemistry 2012, 51 (30) 5876-93
31. Deng, Z.; Weng, I. C.; Li, J. R.; Chen, H. Y.; Liu, F. T.; Liu, G. Y. ACS Nano 2011, 5 (11) 8672-83
32. Doh, J.; Irvine, D. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103 (15) 5700-5705
33. Shen, K.; Thomas, V. K.; Dustin, M. L.; Kam, L. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105 (22) 7791-6
34. Sekula, S.; Fuchs, J.; Weg-Remers, S.; Nagel, P.; Schuppler, S.; Fragala, J.; Theilacker, N.; Franzreb, M.; Wingren, C.; Ellmark, P.; Borrebaeck, C. A.; Mirkin, C. A.; Fuchs, H.; Lenhert, S. Small 2008, 4 (10) 1785-93
35. Culley, F. J.; Johnson, M.; Evans, J. H.; Kumar, S.; Crilly, R.; Casasbuenas, J.; Schnyder, T.; Mehrabi, M.; Deonarain, M. P.; Ushakov, D. S.; Braud, V.; Roth, G.; Brock, R.; Kohler, K.; Davis, D. M. PLoS Biol. 2009, 7 (7) e1000159
36. DeMond, A. L.; Mossman, K. D.; Starr, T.; Dustin, M. L.; Groves, J. T. Biophys. J. 2008, 94 (8) 3286-92
37. Mossman, K. D.; Campi, G.; Groves, J. T.; Dustin, M. L. Science 2005, 310 (5751) 1191-3
38. Fishler, R.; Artzy-Schnirman, A.; Peer, E.; Wolchinsky, R.; Brener, R.; Waks, T.; Eshhar, Z.; Reiter, Y.; Sivan, U. Nano Lett. 2012, 12 (9) 4992-6
39. Bezbradica, J. S.; Medzhitov, R. Curr. Opin. Immunol. 2012, 24 (1) 58-66
40. Pulendran, B.; Ahmed, R. Cell 2006, 124 (4) 849-63
41. Victora, G. D.; Schwickert, T. A.; Fooksman, D. R.; Kamphorst, A. O.; Meyer-Hermann, M.; Dustin, M. L.; Nussenzweig, M. C. Cell 2010, 143 (4) 592-605
42. Lanier, L. L.; Kipps, T. J.; Phillips, J. H. J. Exp. Med. 1985, 162 (6) 2089-106
43. Cartron, G.; Dacheux, L.; Salles, G.; Solal-Celigny, P.; Bardos, P.; Colombat, P.; Watier, H. Blood 2002, 99 (3) 754-8
44. Keating, G. M. Drugs 2010, 70 (11) 1445-76
45. Spatz, J. P.; Mossmer, S.; Hartmann, C.; Moller, M.; Herzog, T.; Krieger, M.; Boyen, H. G.; Ziemann, P.; Kabius, B. Langmuir 2000, 16 (2) 407-415
46. Cavalcanti-Adam, E. A.; Bezler, M.; Tomakidi, P.; Spatz, J. P. J. Bone Miner. Res. 2004, 19, S64-S64
47. Ranzinger, J.; Krippner-Heidenreich, A.; Haraszti, T.; Bock, E.; Tepperink, J.; Spatz, J. P.; Scheurich, P. Nano Lett. 2009, 9 (12) 4240-4245
48. Wolfram, T.; Spatz, J. P.; Burgess, R. W. BMC Cell Biol. 2008, 9, 64
49. Muth, C. A.; Steinl, C.; Klein, G.; Lee-Thedieck, C. PloS One 2013, 8 (2) e54778
50. Cherniavskaya, O.; Chen, C. J.; Heller, E.; Sun, E.; Provezano, J.; Kam, L.; Hone, J.; Sheetz, M. P.; Wind, S. J. J. Vac. Sci. Technol., B 2005, 23 (6) 2972-2978
51. Wolfram, T.; Belz, F.; Schoen, T.; Spatz, J. P. Biointerphases 2007, 2 (1) 44-48
52. Arnett, K. L.; Harrison, S. C.; Wiley, D. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101 (46) 16268-73
53. Bain, C. D.; Biebuyck, H. A.; Whitesides, G. M. Langmuir 1989, 5 (3) 723-727
54. Huang, N. P.; Michel, R.; Voros, J.; Textor, M.; Hofer, R.; Rossi, A.; Elbert, D. L.; Hubbell, J. A.; Spencer, N. D. Langmuir 2001, 17 (2) 489-498
55. Heuberger, M.; Drobek, T.; Spencer, N. D. Biophys. J. 2005, 88 (1) 495-504
56. Huang, N. P.; Voros, J.; De Paul, S. M.; Textor, M.; Spencer, N. D. Langmuir 2002, 18 (1) 220-230
57. Depoil, D.; Zaru, R.; Guiraud, M.; Chauveau, A.; Harriague, J.; Bismuth, G.; Utzny, C.; Muller, S.; Valitutti, S. Immunity 2005, 22 (2) 185-94
58. Sallusto, F.; Lenig, D.; Forster, R.; Lipp, M.; Lanzavecchia, A. Nature 1999, 401 (6754) 708-12
59. James, J. R.; White, S. S.; Clarke, R. W.; Johansen, A. M.; Dunne, P. D.; Sleep, D. L.; Fitzgerald, W. J.; Davis, S. J.; Klenerman, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104 (45) 17662-7
60. Fahmy, T. M.; Bieler, J. G.; Edidin, M.; Schneck, J. P. Immunity 2001, 14 (2) 135-43
61. Schamel, W. W.; Arechaga, I.; Risueno, R. M.; van Santen, H. M.; Cabezas, P.; Risco, C.; Valpuesta, J. M.; Alarcon, B. J. Exp. Med. 2005, 202 (4) 493-503
62. Tian, T.; Plowman, S. J.; Parton, R. G.; Kloog, Y.; Hancock, J. F. Biophys. J. 2010, 99 (2) 534-43
63. Sharma, P.; Varma, R.; Sarasij, R. C.; Ira; Gousset, K.; Krishnamoorthy, G.; Rao, M.; Mayor, S. Cell 2004, 116 (4) 577-89
64. Cochran, J. R.; Cameron, T. O.; Stone, J. D.; Lubetsky, J. B.; Stern, L. J. J. Biol. Chem. 2001, 276 (30) 28068-28074
65. O'Donoghue, G. P.; Pielak, R. M.; Smoligovets, A. A.; Lin, J. J.; Groves, J. T. e-Life 2013, 2, e00778
66. Irvine, D. J.; Purbhoo, M. A.; Krogsgaard, M.; Davis, M. M. Nature 2002, 419 (6909) 845-9
67. Sun, P. D. Immunol. Res. 2003, 27 (2-3) 539-48
68. Platzman, I.; Janiesch, J. W.; Spatz, J. P. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135 (9) 3339-42