A Human Peripheral Blood Mononuclear Cell (PBMC) Engrafted Humanized Xenograft Model for Translational Immuno-oncology (I-O) Research (A Human Peripheral Blood Mononuclear Cell (PBMC) Engrafted Humanized Xenograft Model for Translational Immuno-oncology (I-O) Research (A-O)
Summary
Nous décrivons une cellule mononucléaire périphérique humaine de sang (PBMC) — modèle humanisé basé de souris de xénogreffe pour la recherche translationnelle d’immuno-oncologie. Ce protocole pourrait servir de ligne directrice générale pour établir et caractériser des modèles similaires pour l’évaluation de la thérapie I-O.
Abstract
La découverte et le développement de la thérapie immuno-oncologie (I-O) au cours des dernières années représente une étape importante dans le traitement du cancer. Cependant, les défis de traitement persistent. Des modèles animaux robustes et pertinents pour la maladie sont des ressources vitales pour la poursuite de la recherche et du développement précliniques afin de s’attaquer à une gamme de points de contrôle immunitaires supplémentaires. Ici, nous décrivons une cellule mononucléaire périphérique humaine de sang (PBMC) — modèle humanisé basé de xénogreffe. BGB-A317 (Tislelizumab), un anticorps anti-PD-1 humanisé par investigation dans le développement clinique à un stade avancé, est utilisé comme exemple pour discuter de la mise en place de la plate-forme, de la caractérisation des modèles et des évaluations de l’efficacité des médicaments. Ces souris humanisées soutiennent la croissance de la plupart des tumeurs humaines testées, permettant ainsi l’évaluation des thérapies I-O dans le contexte de l’immunité humaine et des cancers humains. Une fois établi, notre modèle est relativement rentable dans le temps et le coût, et donne généralement des résultats hautement reproductibles. Nous suggérons que le protocole décrit dans cet article pourrait servir de ligne directrice générale pour établir des modèles de souris reconstitués avec le PBMC humain et les tumeurs pour la recherche d’I-O.
Introduction
L’immuno-oncologie (I-O) est un domaine en pleine expansion du traitement du cancer. Les chercheurs ont récemment commencé à apprécier le potentiel thérapeutique de moduler les fonctions du système immunitaire pour attaquer les tumeurs. Les blocages de points de contrôle immunitaires ont démontré des activités encourageantes dans une variété de types de cancer, y compris le mélanome, le carcinome rénal, la tête et le cou, le poumon, la vessie et les cancers de la prostate1,2. Contrairement aux thérapies ciblées qui tuent directement les cellules cancéreuses, les thérapies I-O potentiat le système immunitaire du corps pour attaquer les tumeurs3.
À ce jour, de nombreux modèles animaux I-O pertinents ont été établis. Ceux-ci incluent : 1) les lignes de cellules de tumeur de souris ou l’homogreffe de tumeur dans les souris syngeneic ; 2) tumeurs spontanées dérivées de la souris génétiquement modifiée (GEM) ou cancérogène-induction ; 3) GEMs chimériques avec le knock-in de la cible humaine de drogue(s) dans un système immunitaire murine fonctionnel ; et 4) souris avec l’immunité humaine reconstituée transplantée avec les cellules cancéreuses humaines ou les xénogreffes patient-dérivées (PDXs). Chacun de ces modèles présente des avantages évidents ainsi que des limites, qui ont été décrites et examinées en profondeur ailleurs4.
La reconstitution de l’immunité humaine chez les souris immunodéficientes ont été de plus en plus appréciées comme une approche cliniquement pertinente pour la recherche translationnelle D’O.I. Ceci est habituellement réalisé par l’engraftment 1 des cellules immunitaires adultes (par exemple, les cellules mononucléaires périphériques de sang (PMBC))5,6, ou 2) l’engraftment des cellules souches hématopoïétiques (HSC) du sang de cordon ombilical ou foetal foie7,8. Ces souris humanisées pourraient soutenir la croissance des tumeurs humaines, permettant ainsi l’évaluation des thérapies d’I-O dans le contexte de l’immunité humaine et des cancers humains. Malgré les avantages, les applications des souris humanisées dans la recherche I-O ont généralement été entravées par plusieurs préoccupations, telles que le long temps de développement du modèle et le coût considérablement élevé.
Ici, nous décrivons un modèle humain basé sur PBMC qui pourrait être largement appliqué pour les études translationnelles I-O. Ce modèle est comparativement temporel et rentable avec une reproductibilité élevée dans les études d’efficacité. Il a été utilisé en interne pour les évaluations de plusieurs thérapies I-O actuellement en cours de développement préclinique et clinique. BGB-A317 (Tislelizumab), un anticorps anti-PD-1 humanisé enquêteur9 , est utilisé comme exemple pour discuter du développement du modèle, de la caractérisation et des applications possibles pour des analyses d’efficacité antitumorale.
Protocol
Representative Results
Discussion
Notre connaissance du développement et de la progression de cancer a avancé de manière significative ces dernières années, avec l’accent sur une compréhension globale des cellules de tumeur et de son stroma associé. L’exploitation des mécanismes immunitaires de l’hôte pourrait avoir un plus grand impact sur les cellules cancéreuses, ce qui représente une stratégie de traitement prometteuse. Les modèles de murine avec les systèmes immunitaires intacts de souris, tels que les modèles syngénéiques et GEM, o…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nous remercions les membres de nos laboratoires pour leurs discussions utiles. Ce travail a été partiellement appuyé par le Programme de recherche sur l’innovation et la culture en sciences biomédicales et en sciences de la vie de la Commission municipale des sciences et de la technologie de Beijing, en vertu de l’accord de subvention no. Z151100003915070 (projet « Étude préclinique sur un nouveau médicament antitumoral d’oncologie immunitaire BGB-A317 »), et il a également été partiellement soutenu par le financement interne de l’entreprise pour la recherche préclinique.
Materials
| PBMC separation /cell culture | |||
| Histopaque-1077 | Sigma | 10771 | Cell isolation |
| DMEM | Corning | 10-013-CVR | Cell culture |
| DPBS | Corning | 21-031-CVR | Cell culture |
| FBS | Corning | 35-076-CV | Cell culture |
| Penicillin-Streptomycin, Liquid | Gibco | 15140-163 | Cell culture |
| Trypsin-EDTA (0.25%), phenol red | Gibco | 25200-114 | Cell culture |
| Matrigel | Corning | 356237 | CDX inoculation |
| FACS analysis | |||
| Deoxyribonuclease I from bovine pancreas | Sigma | DN25 | Sample preparation |
| Collagenase Type I | Sigma | C0130 | Sample preparation |
| Anti-mouse/human CD11b (M1/70) antibody | BioLegend | 101206 | FACS |
| Anti-mouse Ly-6C (HK1.4) antibody | BioLegend | 128008 | FACS |
| Anti-mouse Ly-6G (1A8) antibody | BioLegend | 127614 | FACS |
| Anti-human CD8 (OKT8) antibody | Sungene Biotech | H10082-11H | FACS |
| Anti-human CD279 (MIH4) antibody | eBioscience | 12-9969-42 | FACS |
| Anti-human CD3 (HIT3a) antibody | 4A Biotech | — | FACS |
| Guava easyCyte 8HT Benchtop Flow Cytometer | Millipore | 0500-4008 | FACS |
| Tumor/PDX implantation /dosing / measurement | |||
| Cyclophosphamide | J&K | Cat#419656, CAS#6055-19-2 | In vivo efficacy |
| Disulfiram | J&K | Cat#591123, CAS#97-77-8 | In vivo efficacy |
| Syringe | BD | 300841 | CDX inoculation |
| Hypodermic needles (14G) | Shanghai SA Mediciall & Plastic Instruments Co., Ltd. | 0.7*32 TW SB | PDX inoculation |
| Vernier Caliper (MarCal) | Mahr | 16ER | Tumor measurement |
| IVC individual ventilated cages | Lingyunboji Ltd. | IVC-128 | Animal facility |
| IHC | |||
| Leica ASP200 Vacuum tissue processor | Leica | ASP200 | IHC |
| Leica RM2235 Manual Rotary Microtome for Routine Sectioning | Leica | RM2235 | IHC |
| Leica EG1150 H Heated Paraffin Embedding Module | Leica | EG1150 H | IHC |
| Ariol-Clinical IHC and FISH Scanner | Leica | Ariol | IHC |
| Anti-human CD8 (EP334) antibody | ZSGB-Bio | ZA-0508 | IHC |
| Anti-human PD1 [NAT105] antibody | Abcam | ab52587 | IHC |
| Anti-human PD-L1 (E1L3N) antibody | Cell Signaling Technology | 13684S | IHC |
| Polink-2 plus Polymer HRP Detection System | ZSGB-Bio | PV-9001/9002 | IHC |
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