Utvärderas i syngeneic immunkompetenta värdar, cancer stamcell (CSC) baserade dendritic cell (DC) vaccin visat betydligt högre antitumör immunitet än traditionella DC vacciner pulsed med heterogena bulk tumör celler.
Vi identifierade cancer stamcell (CSC)-berikade populationer från murin melanom D5 syngeneic till C57BL/6 möss och skivepitelcancer SCC7 syngeneic till C3H möss med ALDEFLUOR/ALDH som en markör, och testade deras immunogenicitet med cell lysat som en källa till antigener för att puls dendritiska celler (DCs). DCs pulserade med ALDHhög CSC lysates inducerad betydligt högre skyddande antitumör immunitet än DCs pulserade med lysater av osorterade hela tumör cell lysates i båda modellerna och i en lung metastasering inställning och en s.c. tumör tillväxt inställning, respektive. Detta fenomen berodde på CSC vaccin-inducerad humoral samt cellulära anti-CSC svar. I synnerhet splenocyter isolerade från den värd som utsätts för CSC-DC vaccin producerade betydligt högre mängd IFNγ och GM-CSF än splenocyter isolerade från värden utsätts för osorterade tumör cell lysat pulsed-DC vaccin. Dessa resultat stöder ansträngningarna att utveckla ett autologt CSC-baserat terapeutiskt vaccin för klinisk användning i en adjuvant inställning.
Cancerstamceller är relativt resistenta mot konventionell kemoterapi och strålbehandling1,2. Å andra sidan kan denna population av celler vara de celler som är ansvariga för återfall och progression av cancer efter traditionella cancerbehandlingar1-4. På grund av bristen på uttryck för differentierade tumörantigener på cancerstamceller kan cancerstamceller undkomma nuvarande immunologiska interventioner av terapi för cancer, som mestadels är utformade för att rikta antigenerna på de differentierade tumörcellerna. Därför kan utvecklingen av nya strategier som specifikt riktar sig mot och förstör cancerstamcellerna ge löften om att öka den terapeutiska effekten av nuvarande cancerbehandling. För detta ändamål isolerade vi cancerstamcellspopulationer (CSC)-berikade populationer från två djurtumörer (melanom D5 och skivepitelcancer SCC7), och använde dem som en antigenkälla för att pulsera antigen som presenterar celler (dendritiska celler, DC) för att förbereda CSC-TPDC-vaccinet. Vi utvärderade sedan antitumör immunitet framkallas av CSC-TPDC vaccin i syngeneic immunkompetenta värdar, B6 möss respektive C3H möss. CSC-TPDC-inducerad antitumöreffekt jämfördes med det traditionella DC- vaccinet pulserat med lysat från osorterade heterogena tumörceller (H-TPDC), som tidigare har använts av vårgrupp 5, 6, liksom av andraprövare 7 både i prekliniska studier och i kliniska prövningar.
De immunkomprometterade värdarna, såsom SCID-möss, utesluter immunologiska bedömningar av CSC på grund av bristen på adaptiv immunitet hos värdarna. I denna studie utvärderade vi immunogeniciteten hos CSCs i immunkompetenta värdar, vilket närmare kan efterlikna patientinställningar. Berikade CSCs är immunogenic och kan inducera effektivare tumör skyddande immunitet när deras lysates laddas till DCs som ett vaccin jämfört med omarkerade tumör cell lysat-pulserade DCs. Mekanistiskt tilldelades skyddet genom selektiv induktion av CSC-reaktiva antikroppar och T-celler8 samt produktion av cytokin typ 1, t.ex.
De flesta av de nuvarande immunterapierna, inklusive dendritiska cellbaserade vacciner och adoptiv-T-cellöverföringen, är utformade för att rikta in sig på tumördifferentierade antigener. CSC, som kanske inte uttrycker dessa differentierade antigener, kan därför undgå denna immunologiska inriktning. CSC-vaccin som är utformat för att specifikt rikta in sig på cancerstamceller kan däremot förstöra denna speciella population av cancercellerna och därmed förbättra vaccinets terapeutiska effekt genom att förhindra tumöråterfall och metastasering.
I både odlade tumör celler och nyligen skördade tumörer identifierade vi CSC-berikade populationen genom flöde cytometri baserat på hög aldehyd dehydrogenas verksamhet. Sådana ALDHhöga celler kan isoleras genom flöde sortering för att användas som en antigen källa för att puls dc att generera CSC-TPDCs. Jämförelse med ALDHhöga celler isolerade från odlade tumör celler vs från nyligen skördade tumörer visade ingen signifikant skillnad i form av induktion av anti-CSC immunitet8. Dessa resultat visade potentialen att använda CSCs isolerade antingen från odlade tumör celler eller från nyligen skördade tumörer för klinisk tillämpning.
För att vara kliniskt relevant måste ett vaccin undersökas i terapeutisk miljö. Dessa experiment utförs nu i vårt laboratorium.
The authors have nothing to disclose.
Detta arbete stöddes av Will och Jeanne Caldwell Endowed Research Fund vid University of Michigan Comprehensive Cancer Center och delvis av NIH grant CA82529 och Gillson Longenbaugh Foundation.
ALDHEFLOUR KIT | Stemcell Technologies | 1700 |
Murine IL-4 | Pepro Tech | 214-14 |
Murine GM-CSF | Pepro Tech | 315-03 |
Mouse IFN-ɣ ELISA KIT | BD Biosciences | 555138 |
Mouse GM-CSF ELISA KIT | BD Biosciences | 555167 |
OptiPrep Density Gradient Medium | Sigma Aldrich | D1556 |
BD OptEIA TMB Substrated Reagent Set | BD Biosciences | 555214 |
Equipment | ||
BD FACS Aria Cell Sorter | BD Biosciences | 336834 |
Kcjunior | Bio-Tek Instruments | 176058 |