एक मानव परिधीय रक्त मोनोन्यूक्लियर सेल (पीबीएमसी) अनुवाद इम्यूनो-ऑन्कोलॉजी (आई-ओ) अनुसंधान के लिए मानवीकृत Xenograft मॉडल Engraft
Summary
हम एक मानव परिधीय रक्त मोनोन्यूक्लियर सेल (पीबीएमसी) का वर्णन करते हैं – अनुवादीय इम्यूनो-ऑन्कोलॉजी अनुसंधान के लिए मानवीकृत एक्सोग्रैफ्ट माउस मॉडल पर आधारित है। इस प्रोटोकॉल की स्थापना और आई-ओ चिकित्सा मूल्यांकन के लिए इसी तरह के मॉडल की विशेषता के लिए एक सामान्य दिशानिर्देश के रूप में सेवा कर सकता है.
Abstract
हाल के वर्षों में इम्यूनो-ऑन्कोलॉजी (आई-ओ) थेरेपी की खोज और विकास कैंसर के उपचार में एक मील का पत्थर का प्रतिनिधित्व करता है। हालांकि, उपचार की चुनौतियां बनी हुई हैं। मजबूत और रोग से संबंधित पशु मॉडल अतिरिक्त प्रतिरक्षा चौकियों की एक श्रृंखला को संबोधित करने के क्रम में जारी पूर्व नैदानिक अनुसंधान और विकास के लिए महत्वपूर्ण संसाधन हैं। यहाँ, हम एक मानव परिधीय रक्त मोनोन्यूक्लियर सेल (पीबीएमसी) का वर्णन – आधारित मानवीय exograft मॉडल. BGB-A317 (Tislelizumab), एक investigational मानवीय विरोधी पीडी-1 देर से चरण नैदानिक विकास में एंटीबॉडी, मंच सेट अप, मॉडल विशेषता और दवा प्रभावकारिता मूल्यांकन पर चर्चा करने के लिए एक उदाहरण के रूप में प्रयोग किया जाता है. इन मानवीय चूहों परीक्षण सबसे मानव ट्यूमर के विकास का समर्थन, इस प्रकार दोनों मानव प्रतिरक्षा और मानव कैंसर के संदर्भ में आई-ओ चिकित्सा के आकलन की अनुमति. एक बार स्थापित, हमारे मॉडल अपेक्षाकृत समय और लागत प्रभावी है, और आम तौर पर अत्यधिक reprod्य परिणाम उपज. हमारा सुझाव है कि इस लेख में उल्लिखित प्रोटोकॉल मानव PBMC और आई-ओ अनुसंधान के लिए ट्यूमर के साथ पुनर्गठित माउस मॉडल स्थापित करने के लिए एक सामान्य दिशानिर्देश के रूप में सेवा कर सकता है.
Introduction
इम्यूनो-ऑन्कोलॉजी (आई-ओ) कैंसर के उपचार का एक तेजी से विस्तार क्षेत्र है। शोधकर्ताओं ने हाल ही में ट्यूमर पर हमला करने के लिए प्रतिरक्षा प्रणाली के कार्यों modulating की चिकित्सीय क्षमता की सराहना करने के लिए शुरू कर दिया है. प्रतिरक्षा जांच चौकी नाकाबंदी मेलेनोमा, गुर्दे सेल कार्सिनोमा, सिर और गर्दन, फेफड़े, मूत्राशय और प्रोस्टेट कैंसर1,2सहित कैंसर प्रकार की एक किस्म में उत्साहजनक गतिविधियों का प्रदर्शन किया है। लक्षित उपचार है कि सीधे कैंसर की कोशिकाओं को मारने के विपरीत, मैं-ओ चिकित्सा ट्यूमर पर हमला करने के लिए शरीर की प्रतिरक्षा प्रणाली को शक्ति3.
तारीख करने के लिए, कई प्रासंगिक आई-ओ पशु मॉडल स्थापित किया गया है. इन में शामिल हैं: 1) माउस ट्यूमर सेल लाइनों या syngeneic चूहों में ट्यूमर homograft; 2) आनुवंशिक रूप से इंजीनियर माउस (जीईएम) या कैंसरजन-प्रेरण से व्युत्पन्न सहज ट्यूमर; 3) एक कार्यात्मक murine प्रतिरक्षा प्रणाली में मानव दवा लक्ष्य (ओं) के दस्तक के साथ झंकार जीईएम; और 4) पुनर्गठित मानव प्रतिरक्षा के साथ चूहों मानव कैंसर कोशिकाओं या रोगी व्युत्पन्न xenografts (PDXs) के साथ प्रतिरोपित. इन मॉडलों में से प्रत्येक स्पष्ट लाभ के रूप में के रूप में अच्छी तरह से सीमाओं, जो वर्णित किया गया है और कहीं और बड़े पैमाने पर समीक्षाकी है 4.
इम्यूनोन्यूफिएंट चूहों में मानव प्रतिरक्षा का पुनर्गठन अनुवाद आई-ओ अनुसंधान के लिए एक नैदानिक रूप से प्रासंगिक दृष्टिकोण के रूप में बढ़ रहा है। यह आमतौर पर या तो के माध्यम से हासिल की है 1) वयस्क प्रतिरक्षा कोशिकाओं के engraftment (जैसे, परिधीय रक्त मोनोन्यूक्लियर कोशिकाओं (PMBC))5,6,या 2) hematopoietic स्टेम कोशिकाओं के engraftment (HSC) से, उदाहरण के लिए, गर्भनाल रक्त या भ्रूण जिगर7,8. इन मानवीय चूहों मानव ट्यूमर के विकास का समर्थन कर सकता है, इस प्रकार दोनों मानव प्रतिरक्षा और मानव कैंसर के संदर्भ में आई-ओ चिकित्सा के आकलन की अनुमति. फायदे के बावजूद, आई-ओ अनुसंधान में humanized चूहों के आवेदन आम तौर पर इस तरह के लंबे मॉडल विकास समय और काफी उच्च लागत के रूप में कई चिंताओं, द्वारा बाधित थे.
यहाँ, हम एक मानव PBMC आधारित मॉडल है कि व्यापक रूप से अनुवाद आई-ओ अध्ययन के लिए लागू किया जा सकता है का वर्णन. इस मॉडल अपेक्षाकृत समय है और प्रभावकारिता अध्ययन में उच्च reproducibility के साथ लागत प्रभावी है. यह वर्तमान में पूर्व नैदानिक और नैदानिक विकास के तहत कई आई-ओ चिकित्सकीय के मूल्यांकन के लिए घर में इस्तेमाल किया गया है। BGB-A317 (Tislelizumab), एक जांच मानवीय विरोधी पीडी-1 एंटीबॉडी9, मॉडल विकास पर चर्चा करने के लिए उदाहरण के रूप में प्रयोग किया जाता है, विशेषता, और विरोधी ट्यूमर प्रभावकारिता विश्लेषण के लिए संभव अनुप्रयोगों.
Protocol
Representative Results
Discussion
कैंसर के विकास और प्रगति के बारे में हमारा ज्ञान हाल के वर्षों में काफी उन्नत हुआ है, ट्यूमर कोशिकाओं और इसके संबद्ध स्ट्रोमा दोनों की व्यापक समझ पर ध्यान केंद्रित करने के साथ। मेजबान प्रतिरक्षा तंत्र…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम सहायक विचार विमर्श के लिए हमारी प्रयोगशालाओं के सदस्यों को धन्यवाद देते हैं। यह काम आंशिक रूप से अनुदान समझौते के तहत बीजिंग नगर विज्ञान और प्रौद्योगिकी आयोग के जैव चिकित्सा और जीवन विज्ञान नवाचार और खेती अनुसंधान कार्यक्रम द्वारा समर्थित किया गया था No. $ 151100003915070 (परियोजना “एक उपन्यास प्रतिरक्षा ऑन्कोलॉजी विरोधी ट्यूमर दवा BGB-A317 पर पूर्व नैदानिक अध्ययन”), और यह भी आंशिक रूप से पूर्व नैदानिक अनुसंधान के लिए आंतरिक कंपनी के वित्तपोषण द्वारा समर्थित किया गया था।
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 |
References
- Pardoll, D. M. The blockade of immune checkpoints in cancer immunotherapy. Nature Reviews Cancer. 12 (4), 252-264 (2012).
- Postow, M. A., Callahan, M. K., Wolchok, J. D. Immune Checkpoint Blockade in Cancer Therapy. Journal of Clinical Oncology. 33 (17), 1974-1982 (2015).
- Li, Z., Kang, Y. Emerging therapeutic targets in metastatic progression: A focus on breast cancer. Pharmacology & Therapeutics. 161, 79-96 (2016).
- Li, Q. X., Feuer, G., Ouyang, X., An, X. Experimental animal modeling for immuno-oncology. Pharmacology & Therapeutics. 173, 34-46 (2017).
- Fisher, T. S., et al. Targeting of 4-1BB by monoclonal antibody PF-05082566 enhances T-cell function and promotes anti-tumor activity. Cancer Immunology, Immunotherapy. 61 (10), 1721-1733 (2012).
- McCormack, E., et al. Bi-specific TCR-anti CD3 redirected T-cell targeting of NY-ESO-1- and LAGE-1-positive tumors. Cancer Immunology, Immunotherapy. 62 (4), 773-785 (2013).
- Rongvaux, A., et al. Human hemato-lymphoid system mice: current use and future potential for medicine. Annual Review of Immunology. 31, 635-674 (2013).
- Matsumura, T., et al. Functional CD5+ B cells develop predominantly in the spleen of NOD/SCID/gammac(null) (NOG) mice transplanted either with human umbilical cord blood, bone marrow, or mobilized peripheral blood CD34+ cells. Experimental Hematology. 31 (9), 789-797 (2003).
- Zhang, T., et al. The binding of an anti-PD-1 antibody to FcgammaRIota has a profound impact on its biological functions. Cancer Immunology, Immunotherapy. 67 (7), 1079-1090 (2018).
- Gamelli, R. L., Ershler, W. B., Hacker, M. P., Foster, R. S. The effect of disulfiram on cyclophosphamide-mediated myeloid toxicity. Cancer Chemotherapy and Pharmacology. 16 (2), 153-155 (1986).
- Dunay, I. R., Fuchs, A., Sibley, L. D. Inflammatory monocytes but not neutrophils are necessary to control infection with Toxoplasma gondii in mice. Infection and Immunity. 78 (4), 1564-1570 (2010).
- Ghasemlou, N., Chiu, I. M., Julien, J. P., Woolf, C. J. CD11b+Ly6G- myeloid cells mediate mechanical inflammatory pain hypersensitivity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (49), 6808-6817 (2015).
- Takao, K., Miyakawa, T. Genomic responses in mouse models greatly mimic human inflammatory diseases. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (4), 1167-1172 (2015).
- Payne, K. J., Crooks, G. M. Immune-cell lineage commitment: translation from mice to humans. Immunity. 26 (6), 674-677 (2007).
- Mestas, J., Hughes, C. C. Of mice and not men: differences between mouse and human immunology. Journal of Immunology. 172 (5), 2731-2738 (2004).
- von Herrath, M. G., Nepom, G. T. Lost in translation: barriers to implementing clinical immunotherapeutics for autoimmunity. Journal of Experimental Medicine. 202 (9), 1159-1162 (2005).
- Mahdi, B. M. A glow of HLA typing in organ transplantation. Clinical and Translational Medicine. 2 (1), 6 (2013).
- Shultz, L. D., Brehm, M. A., Garcia-Martinez, J. V., Greiner, D. L. Humanized mice for immune system investigation: progress, promise and challenges. Nature Reviews Immunolog. 12 (11), 786-798 (2012).
- Brehm, M. A., Shultz, L. D., Luban, J., Greiner, D. L. Overcoming current limitations in humanized mouse research. Journal of Infectious Diseases. 208, 125-130 (2013).
- Walsh, N. C., et al. Humanized Mouse Models of Clinical Disease. Annual Review of Pathology. 12, 187-215 (2017).
- Shultz, L. D., Ishikawa, F., Greiner, D. L. Humanized mice in translational biomedical research. Nature Reviews Immunolog. 7 (2), 118-130 (2007).
- Brehm, M. A., et al. NOD-scid IL2rgnull (NSG) mice deficient in murine MHC Class I and Class II expression support engraftment of functional human T cells in the absence of acute xenogeneic GVHD following injection of PBMC. The Journal of Immunology. 200, 57 (2018).
- King, M., et al. A new Hu-PBL model for the study of human islet alloreactivity based on NOD-scid mice bearing a targeted mutation in the IL-2 receptor gamma chain gene. Clinical Immunology. 126 (3), 303-314 (2008).
- Ito, M., et al. NOD/SCID/gamma(c)(null) mouse: an excellent recipient mouse model for engraftment of human cells. Blood. 100 (9), 3175-3182 (2002).
- Shultz, L. D., et al. Human lymphoid and myeloid cell development in NOD/LtSz-scid IL2R gamma null mice engrafted with mobilized human hemopoietic stem cells. Journal of Immunology. 174 (10), 6477-6489 (2005).
- Sasaki, E., et al. Development of a preclinical humanized mouse model to evaluate acute toxicity of an influenza vaccine. Oncotarget. 9 (40), 25751-25763 (2018).
- Tobin, L. M., Healy, M. E., English, K., Mahon, B. P. Human mesenchymal stem cells suppress donor CD4(+) T cell proliferation and reduce pathology in a humanized mouse model of acute graft-versus-host disease. Clinical and Experimental Immunology. 172 (2), 333-348 (2013).
