Selective Cellule élimination de Mixed Culture 3D en utilisant une technique proche infrarouge Photoimmunotherapy
Summary
Eliminating specific cells without damaging other cells is extremely difficult, especially in established tissue, yet there is an urgent need for a cell elimination method in the tissue engineering field. Here, we present a method for specific cell elimination from a mixed 3D cell culture using near infrared photoimmunotherapy (NIR-PIT).
Abstract
Recent developments in tissue engineering offer innovative solutions for many diseases. For example, tissue engineering using induced pluripotent stem cell (iPS) emerged as a new method in regenerative medicine. Although this tissue regeneration is promising, contamination with unwanted cells during tissue cultures is a major concern. Moreover, there is a safety concern regarding tumorigenicity after transplantation. Therefore, there is an urgent need for eliminating specific cells without damaging other cells that need to be protected, especially in established tissue. Here, we present a method for specific cell elimination from a mixed 3D cell culture in vitro with near infrared photoimmunotherapy (NIR-PIT) without damaging non-targeted cells. This technique enables the elimination of specific cells from mixed cell cultures or tissues.
Introduction
L'élimination des cellules spécifiques sans endommager d'autres cellules est extrêmement difficile, en particulier dans le tissu mis en place, et il y a un besoin urgent d'une méthode d'élimination des cellules dans le domaine de l'ingénierie tissulaire. Aujourd'hui , dans le domaine de la médecine régénérative, les cultures de tissus en utilisant des cellules souches embryonnaires (ES), les cellules souches pluripotentes (PSC), ou induite par les cellules souches pluripotentes (iPS) sont des matériaux prometteurs 1-3.
Bien que cette régénération tissulaire est prometteur, la contamination par des cellules non désirées est une préoccupation majeure. De plus, il y a un problème de sécurité tumorigène après transplantation 4,5. Bien que de nombreuses études se sont focalisées sur ces points pour éliminer les cellules spécifiques, en particulier dans la médecine régénératrice 6 – 8, aucune méthode pratique a été développée.
photoimmunotherapy proche infrarouge (NIR-PIT) est un traitement basé sur un conjugat anticorps-photoabsorbante (APC). L'APC se compose d'un anticorps monoclonal spécifique à la cellule (mAb) et un photoabsorbeur, IR700. IR700 est un dérivé de silice-phtalocyanine hydrophile et ne provoque pas lui – même par phototoxicité 9. IR700 est conjugué de manière covalente à l'anticorps par l'intermédiaire des résidus amide de la chaîne latérale de molécules de lysine. Le CPA se lie à des molécules cibles sur la membrane cellulaire et induit une nécrose cellulaire quasi immédiate après une exposition à une lumière proche infrarouge à 690 nm. Au cours de l'exposition au NIR-lumière, les ruptures de la membrane cellulaire conduisant à la mort des cellules 9-14. RIN-PIT est révélée être efficace avec plusieurs anticorps ou fragments d' anticorps, y compris des anti-EGFR, anti-HER2 et anti-PSMA, anti-CD25, anti-mésothéline, anti-GPC3 et anti-CEA 15-21. Par conséquent, le NIR IPP peut être utilisé contre une grande variété de molécules cibles. Par ailleurs, NIR-PIT est un traitement bien contrôlé qui permet le traitement sélectif des régions spécifiques en limitant le NIR-light irradiation 18,22.
Ici, nous présentons une méthode d'élimination de cellules spécifiques en utilisant NIR-PIT à partir de cultures mixtes 3D.
Protocol
Representative Results
Discussion
Nous démontrons une méthode d'élimination de cellules spécifiques à partir d'une culture cellulaire 3D mixte sans endommager les cellules non-cibles en utilisant NIR-PIT. Jusqu'à présent, il n'y a pas de méthode pratique de l'élimination des cellules une fois que le tissu est établie ou après la transplantation. Ainsi, NIR-PIT est une méthode prometteuse pour accomplir cela. Cette technique pourrait également être utilisé in vivo , 18,22, étant donné que …
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Cette recherche a été soutenue par le Programme de recherche intra-muros des National Institutes of Health, National Cancer Institute, Centre de recherche sur le cancer.
Materials
| IRDye 700DX Ester Infrared Dye | LI-COR Bioscience (Lincoln, NE, USA) | 929-70011 | |
| Na2HPO4 | SIGMA-ALDRICH (St. Louis, MO, USA) | S9763 | |
| Sephadex G25 column (PD-10) | GE Healthcare (Piscataway, NJ, USA) | 17-0851-01 | |
| Coomassie (bradford) Plus protein assay | Thermo Fisher Scientific Inc (Waltham, MA, USA) | PI-23200 | |
| Perfecta3D 96-Well hanging Drop Plates | 3D Biomatrix Inc (Ann Arbor, MI, USA) | HDP1096-8 | |
| Optical power meter | Thorlabs (Newton, NJ, USA) | PM100 | |
| LED: L690-66-60 | Marubeni America Co. (Santa Clara, CA, USA) | L690-66-60 | |
| Vectibix (panitumumab) | Amgen (Thousand Oaks, CA, USA) | ||
| 35mm glass bottom dish, dish size 35mm, well size 10mm | Cellvis (Mountain View, CA, USA) | D35-10-0-N |
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