Summary

Imunoterapia adotiva de células iNKT em Isomerase Isomerase Induzida de Glicose-6-Fosfato (G6PI)-Induzido RaMice

Published: January 31, 2020
doi:

Summary

Este protocolo usa peptídeos mistos G6PI para construir modelos de artrite reumatoide que estão mais próximos do da artrite reumatoide humana em células CD4+ T e citocinas. Células T assassinas naturais invariantes de alta pureza (principalmente iNKT2) com fenótipos e funções específicas foram obtidas por indução in vivo e purificação in vitro para imunoterapia adotiva.

Abstract

Artrite reumatoide (RA) é uma doença inflamatória crônica autoimune complexa. A patogênese da doença está relacionada com células invariantes assassinas naturais T (iNKT). Pacientes com RA ativa apresentam menos células iNKT, função celular defeituosa e polarização excessiva de Th1. Neste estudo, foi estabelecido um modelo animal RA utilizando uma mistura de hGPI325-339 e hGPI469-483 peptídeos. As células iNKT foram obtidas por indução in vivo e purificação in vitro, seguidas de infusão em camundongos RA para imunoterapia adotiva. O rastreamento do sistema de imagem in vivo (IVIS) revelou que as células iNKT foram distribuídas principalmente no baço e fígado. No dia 12 após a terapia celular, a progressão da doença desacelerou significativamente, os sintomas clínicos foram aliviados, a abundância de células iNKT no timo aumentou, a proporção de iNKT1 no timo diminuiu, e os níveis de TNF-α, IFN-γ, e IL-6 em o soro diminuiu. A imunoterapia adotiva das células iNKT restaurou o equilíbrio das células imunes e corrigiu a inflamação excessiva do corpo.

Introduction

A artrite reumatoide (RA) é uma doença autoimune caracterizada por incomodade crônica e progressiva com incidência de 0,5 a 1%1,2. A patogênese subjacente é atribuída à proliferação anormal das células CD4+ e CD8+ T, manifestadas por um aumento na proporção de células CD4+IFN-γ+ e CD4+IL-17A+ T, e o número reduzido de células CD4+IL-4+ e CD4+CD25+FoxP3+ T. Portanto, a secreção de citocinas inflamatórias é aumentada, e uma reação inflamatória excessiva destrói o equilíbrio nativo e a função de tolerância do sistema imunológico do corpo. Além disso, o ajudante T linfócito (Th) 1 células que penetram na articulação agravam a resposta inflamatória e danos articulares. Portanto, a inibição da resposta inflamatória excessiva e da restauração da tolerância imunológica e do equilíbrio imunológico são fundamentais para o tratamento de RA3,4.

As células iNKT têm funções e características das células NK e t. As células iNKT abrigam uma cadeia de células T distintae e invariante (TCR) com repertórios limitados de β-cadeia TCR5 e reconhecem o antígeno glicolipídico apresentado pelo maior complexo de histocompatibilidade (MHC) classe I CD1d na superfície das células presentes em antígenos. Mitsuo et al.6 detectaram um grande número de células iNKT e defeitos funcionais em muitas doenças autoimunes, incluindo ra. Aurore et al.7 demonstraram que as células iNKT têm um efeito positivo na manutenção da tolerância autoimune e que quando o número e a função das células iNKT são restaurados, a doença é aliviada. Além disso, Miellot-Gafsou et al.8 descobriram que as células iNKT não só revogaram a doença, mas também aumentaram a progressão da doença. Esses resultados contraditórios sugerem que as células iNKT são células T heterogêneas, e a função de diferentes subconjuntos pode ser revertida. Em um estudo clínico de RA, a frequência de células iNKT correlacionada com o escore da atividade da doença9. Os resultados também confirmaram que a frequência do iNKT foi reduzida em pacientes com RA, o número de subconjuntos de células CD4+IFN-γ+ T aumentou, e os níveis secretos de citocinas inflamatórias IFN-γ e TNF-α aumentaram10,11. Além disso, Sharif et al.12 investigados diabetes tipo 1 (T1D) e descobriram que a infusão seletiva de células iNKT upregulamentou a expressão da citocina inflamatória IL-4, manteve a tolerância imune e impediu o desenvolvimento do diabetes tipo 1. Portanto, a infusão adotiva de células iNKT específicas ou ativação direcionada de células iNKT aumenta o nível de células iNKT em pacientes com RA, o que pode ser um avanço no tratamento de RA.

A imunoterapia celular é atualmente de grande interesse e tem sido amplamente utilizada na terapia contra o câncer. No entanto, as células iNKT são células imunoreguladoras raras e heterogêneas (apenas 0,3% do número total de PBMCs)13, o que limita potenciais aplicações clínicas. Essas células são divididas principalmente em três subpopulações: 1) células iNKT1, que têm uma alta expressão de proteína promielocítica de zinco -finger protein (PLZF) e fator de transcrição t-box (T-bet); 2) células iNKT2 com expressão intermediária de PLZF e proteína de ligação GATA 3 (GATA3); 3) células iNKT17 com baixa expressão de PLZF e receptor nuclear órfão relacionado a retinóides (ROR)-γt que secretam IFN-γ, IL-4 e IL-1714. Células iNKT ativadas secretam citocinas semelhantes a Th1, Th2 e Th17, que determinam os diferentes efeitos imunomodulatórios das células iNKT15. Os efeitos imunomodulatórios e imunoterapêuticos da ativação específica de várias subpopulações de células iNKT são diferentes. Portanto, a seleção de fenótipos específicos de células iNKT (principalmente iNKT2) com funções anti-inflamatórias para regular a resposta imune do corpo pode corrigir o desequilíbrio imunológico e as doenças imunológicas em RA.

O estabelecimento de um modelo animal ideal é de grande importância para o tratamento e estudo da patogênese ra. Atualmente, os modelos animais mais usados e maduros incluem artrite induzida por colágeno, artrite adjuvante, artrite induzida por zimosan e artrite induzida por polissacarídeo1617. No entanto, não há um modelo que possa simular totalmente todas as características do RA humano. Artrite induzida por colágeno tipo II (CIA) é um modelo clássico de artrite. A CIA é induzida pela imunização de camundongos com anticorpos monoclonais específicos de colágeno tipo II, refletindo a dependência de anticorpos desse modelo da doença. Benurs et al. descreveram um modelo com uma resposta imune sistêmica à isomerase glicose-6-fosfato (G6PI), que induz poliartrite simétrica periférica em cepas de camundongos suscetíveis18,19. Nesse modelo, o desenvolvimento da artrite depende de células T, células B e imunidade inata18,19,20. Horikoshi21 descobriu que os modelos RA resultantes da imunização de camundongos DBA/1 com fragmentos de polipeptídeo G6PI são mais semelhantes ao RA humano em termos de células CD4+ T e citocinas (ou seja, IL-6 e TNF-α) do que os modelos da CIA. Para aumentar o efeito estimulante no local de reconhecimento do TCR, os fragmentos de polipeptídeo misto do G6PI (hGPI325-339 e hGPI469-483) foram usados para imunizar camundongos DBA/1 para construir o modelo de camundongora RA. A taxa de sucesso dessa abordagem pode ser alta porque hGPI325-339 e hGPI469-483 são imunodominantes para respostas de células T restritas a Q I-A. Portanto, este modelo pode simular a superproliferação de células CD4+ T e defeitos celulares iNKT em pacientesRA 22. A pesquisa básica da imunopatologia ra estabeleceu as bases para nossa investigação mais aprofundada.

Protocol

Todos os camundongos experimentais (150 no total) eram camundongos saudáveis de DBA/1 masculino, 6-8 semanas de idade (20,0 ± 1,5 g), criados em um ambiente específico sem patógenos (FPS). Não há tratamento especial antes de ser modelo. O experimento foi dividido em um grupo de controle saudável (15 camundongos), um grupo de controle de modelos (15 camundongos) e um grupo de terapia celular (55 camundongos). Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Bem-Estar Animal e Ética da Universidade hebei. <p class="jov…

Representative Results

A pontuação do índice de artrite e a espessura da pata aumentaram após a modelagem. Em comparação com o grupo controle, os dedos do grupo modelo RA começaram a mostrar inchaço vermelho em 6 dias após a modelagem, com agravamento gradual. Aos 14 dias, o inchaço vermelho na articulação do tornozelo atingiu o pico, seguido de alívio gradual. A espessura da pata mudou de forma semelhante (P < 0,05) (Figura 1). A infiltração celular inflamatóri…

Discussion

As células iNKT são células T especiais que fazem a ponte imunidade inata e adaptativa e são desenvolvidas principalmente a partir de CD4++/CD8+ thymocytes. As células iNKT têm funções imunoregulatórias diversas e interagem com outras células imunes por contato direto e secreção de diferentes citocinas23, afetando células dendríticas (DCs), macrófagos, nêutrons, células B, células T e diferenciação e desenvolvimento celular NK<sup c…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Nosso estudo foi apoiado pela Fundação Nacional de CiênciaNatural da China (NSFC) (81771755), Colleges and university’s key research project of Hebei province (ZD2017009) e o Animal Lab of Medical Experiment Center, Hebei University. Somos gratos pelo apoio deles.

Materials

Alexa Fluor 647 Mouse Anti-PLZF BD 563490 America
Anti-PE MicroBeads Miltenyi 130-048-801 Germany
Columns Miltenyi MS Germany
Cryogenic Centrifuge Beckman Allegra® X-15R America
DiR Thermo Fisher Scientific D12731 America
Embedding Center Tianjin Aviation Electromechanical Co., Ltd. BMJ-1 China
FITC Hamster Anti-Mouse TCR β Chain BD 553170 America
Flow cytometer BD Accuri C6 America
Freund's complete adjuvant Sigma F5881 America
hGPI325-339 (IWYINCFGCETHAML) Karebay Biochem 18062202 China
hGPI469-483 (EGNRPTNSIVFTKLT) Karebay Biochem 18062203 China
In Vivo Imaging System PerkinElmer caliper IVIS lumina II America
Ionomycin Calcium Cayman 10004974 America
KRN7000 AdipoGen AG-CN2-0013 America
Mouse CD1d Tetramer-PE MBL TS-MCD-1 Japan
Mouse percoll Solarbio P8620 China
Optical Microscope Olympus Olympus-II Japan
PerCP-CyTM5.5 Mouse anti-ROR-ϒt BD 562683 America
PerCP-CyTM5.5 Mouse anti-T-bet BD 561316 America
Pertussis toxin Sigma P7208 America
phorbol esters Cayman 10008014 America
Red Blood Cell Lysis Buffer BD 555899 America
RPMI-1640 Biological Industries 01-100-1ACS Israel
Th1/Th2/Th17 cytokines kit BD 560485 America
Ultramicrotome Leica Leica EM UC6 Germany

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Meng, M., Chen, S., Gao, X., Liu, H., Wang, Y., Zhang, J., Dou, H., Li, W., Chen, D. Adoptive Immunotherapy of iNKT Cells in Glucose-6-Phosphate Isomerase (G6PI)-Induced RA Mice. J. Vis. Exp. (155), e60048, doi:10.3791/60048 (2020).

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