مقايسة قتل كروي من خلايا تي السيارة
Summary
ويهدف هذا البروتوكول تقييم إيمونوثيرابيوتيك سيتوتوكسيسيتي تي خلية (سيارة تي خلية) المعاد توجيهها ضد الخلايا السرطانية منظم 3D (الماغنيسيوم) في الوقت الحقيقي.
Abstract
وقد أصبح العلاج المناعي مجال يحظى باهتمام متزايد في مجال مكافحة السرطان وإلا غير قابل للعلاج. من بين جميع الطرق إيمونوثيرابيوتيك، توجيه مستقبلات مستضد تشيميريك (السيارات) خلايا تي الحصول على النتائج الأكثر إثارة، ولا سيما مع سرطان الدم الليمفاوي الحاد ب طب الأطفال (ب-الكل). أساليب التحقق من الصحة الكلاسيكية من خلايا “تي السيارة” تعتمد على استخدام خصوصية وفحوصات وظائف الخلايا T سيارات ضد الخلايا المستهدفة في التعليق وفي نماذج xenograft. ولسوء الحظ، الملاحظات المبداة في المختبر هي غالباً ما تنفصل عن النتائج التي تم الحصول عليها في فيفو ويمكن ادخار الكثير من الجهد والحيوانات بإضافة خطوة أخرى: استخدام الثقافة 3D. ويمثل إنتاج الماغنيسيوم خارج الخلايا المستهدفة المحتملة التي تحاكي بنية ثلاثية الأبعاد للخلايا السرطانية عندما كانوا هم انجرافتيد في نموذج الحيوان بديلاً مثاليا. هنا، نحن تقرير أسلوب بأسعار معقولة وموثوق بها وسهلة لإنتاج الماغنيسيوم من خط خلية القولون ترانسدوسيد كأداة التحقق من صحة للعلاج بالخلايا التبني (يتجلى هنا في خلايا تي سيارة CD19). ويقترن هذا الأسلوب مع نظام تصوير حية متقدمة التي يمكن تتبع نمو كروي، المستجيب الخلايا سيتوتوكسيسيتي وورم الخلايا المبرمج.
Introduction
ويمثل نقل الخلية التبني (قانون) علاج السرطان الجيل القادم. أنها تعتمد على حقن خلايا المستجيب (أو ناغورني كاراباخ-الخلايا التائية) إلى مريض. يمكن أن تكون هذه الخلايا المعدلة وراثيا مع مستقبل التي سيتم توجيهها إلى أهدافها، الورم، وتدميره. وأبدى هذا النهج مؤخرا يكون ممكناً عندما قدم مستقبلات مستضد تشيميريك (سيارة) الموجهة ضد علامة الخلية ب CD19 في خلايا المريض تي لقتل صفحته/صفحتها السرطان1. في حالة السيارة، ومستقبلات مصطنعة، يتكون من أجزاء جسم معين، على التصميم مستضد ملزمة المجال ينحصر كيان معين واحد في سلسلة جزء متغير (سكفف)، مرتبطة بالمجالات مما يشير إلى خلايا T. على الرغم من أن هناك العديد من التصاميم، الإصدارات الأكثر استخداماً المشار إليها كالجيل الثاني من سيارة التصاميم، وتتألف من CD3z للإشارات تكر والمجال كوستيمولاتوري واحد (CD28، 4-1BB، OX40، إلخ.) 1 , 2-مجال العلاج المناعي الموجه أكثر من اهتمامها بهذا الشكل الجديد من القانون عندما تعامل الخلايا CD19 سيارة تي فعالية العديد من المرضى مع الخلية بالاورام الخبيثة3،4. بعد هذا النجاح، حاول الباحثون لاستغلال تصاميم مماثلة باستهداف الأخرى [ابيتوبس] للأورام الصلبة نجاحا محدودا. ولسوء الحظ، ندرة الورم المستضدات محددة وميكرونفيرونمينتس الورم أقسى المقدمة “سيارة تي” الخلايا أقل فعالية تجاه الأورام الصلبة5.
حاليا، تعتمد استراتيجيات التحقق من الصحة الأكثر استخداماً في المختبر على نظم ثنائية الأبعاد (2D) تلبي سوى جزء من التحديات التي سبق ذكره الأورام الصلبة. كلاسيكي، 2D في المختبر نظم تشمل مزيجاً من الخلايا T سيارات وخطوط خلايا السرطان المستهدفة مونولاييرس لتقييم الأداء الوظيفي وخصوصية هذه الخلايا المستجيب. على الرغم من أن هذه الاستراتيجيات أجزاء هامة وحيوية من الدراسات، أنها لا تأخذ في الاعتبار مورفولوجيا المعقدة وثلاثي الأبعاد (3D) هيكل من خلايا السرطان6. الخلايا السرطانية المستزرعة في نظم 3D، المشار إليها الماغنيسيوم، اكتساب الصفات المظهرية الجديدة من خلال أحداث تغييرات في الجينات التعبير الشخصية7، التي قد تؤثر على الاعتراف بواسطة خلايا المستجيب المعاد توجيهها. بيرجيرسدوتير وزملاؤه أظهرت أن خط خلية سرطان الغدد الليمفاوية (HL) هودجكن عندما تزرع فقط في نموذج ثلاثي الأبعاد ثقافة يكتسب ملف تعريف تعبير جينات مشابهة ل عينات الورم الرئيسي8. ولذلك، الماغنيسيوم أو 3D مماثلة الثقافة عرض المنهجيات ذات الصلة أكثر في نماذج المختبر بدلاً من نظم 2D القياسية. هذه النظم أيضا مشابهة للدراسات المجراة في التي ينظر إليها كخطوة أخيرة في عملية التحقق من الصحة لسيارة معينة. وبالنظر إلى أن تفشل الأنظمة 2D لمحاكاة مورفولوجية مجموعات السرطان، الماغنيسيوم تقدم تشكيلات مماثلة لتقييم الأداء الوظيفي للخلايا T السيارة قبل في النماذج الحية. في دراسة واحدة، بيكل et al. حددت أن نموذج كروي من مستقبلات عامل نمو البشرة البشرية (HER2) أوفيريكسبريسينج الخلايا السرطانية أظهرت الملامح إشارات مماثلة في النماذج الحية9. وهذا يدعم كذلك أن الماغنيسيوم تقديم تقييم فيفو تكون أكثر ذات الصلة وانتهاء-إلى-في الخلايا T السيارة. بالإضافة إلى ذلك، قد يساعد التحقق من السيارة تي-خلية ضد الماغنيسيوم تقييم فعاليتها أكثر حاسمة ومنع بعض التصاميم من الانتقال إلى الدراسات المجراة في قبل الأوان10؛ وبالتالي، المساهمة في البحوث المعنية أخلاقيا بالتضحية بعدد أقل من الحيوانات. وعلاوة على ذلك، بروتوكولات استخدام الماغنيسيوم ليست أغلى من نظم 2D الكلاسيكية وأسرع بكثير بالمقارنة مع الدراسات الكلاسيكية في فيفو . أخذت معا، أحد يستطيع أن يتنبأ أن إدراج دراسات كروي سيصبح قريبا الممارسة القياسية الربط بين الدراسات في المختبر والمجراه.
نقدم هنا، إعداد الماغنيسيوم من خط خلية سرطان القولون 116 كليات التقنية العليا. تم تعديل هذا الخط خلية للتعبير عن الجزيء CD19 البشرية لجعلها حساسة للخلايا T السيارة CD19 وتوفير تقييم واضح لقتل بنية سيارة سريرياً تم التحقق من صحتها باستخدام.
Protocol
Representative Results
Discussion
وقد أصبح استخدام الماغنيسيوم كأداة مبتكرة للتحقق من صحة علاج السرطان مستقبلا مجال يحظى باهتمام متزايد في السنوات الأخيرة. الماغنيسيوم تمثل خطوة وسيطة بين الكلاسيكية 2D تحليل في المختبر والمجراه في التقييم. الأسلوب كذلك يحمل الكثير من الأمل فيما يتعلق بقوتها من ناحية الورم الصغير-بيئة محا…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
هذا العمل كان يدعمها “مجلس البحوث النرويجي” إطار المنح #244388، #254817 و #284983؛ جمعية السرطان النرويجية (#6829007)؛ المنطقة الصحية النرويجية جنوب شرق تحت منحة #17/00264-6 و #2016006.
Materials
| Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline | SIGMA-ALDRICH | D8537-500ML | Lot Number: RNBG7037 |
| 75 cm² growth area flasks | VWR | 430639 | Lot Number: 2218002 |
| 75 cm² growth area flasks | VWR | 734-2705 | Lot Number: 3718006 |
| Trypsin-EDTA | SIGM-ALDRICH | T3924-100ml | Lot Number: SLBTO777 |
| RPMI 1640 med L-glutamin, 10 x 500 ml | Life Technology (Gibco) | 21875-091 | Lot Number: 1926384 |
| Fetal Bovine Serum | Gibco | 10500064 | Lot Number: 08Q3066K |
| Gentamicin | Thermo Fischer | 15750060 | Lot Number: 1904924A |
| Trypan Blue Solution, 0.4% | Thermo Fischer | 15250061 | Lot Number: 1886513 |
| 96 well plate, round bottom | VWR | 734-1797 | Lot Number: 33117036 |
| Dynabeads Human T-Activator CD3/CD28 | Thermo Fischer | 11132D | – |
| X-VIVO 15 with Gentamicin L-Gln, Phenol Red, 1 L | BioNordika | BE02-060Q | Lot Number: 8MB036 |
| CTS Immune Cell Serum Replacement | Thermo Fischer | A2596102 | Lot Number: 1939319 |
| IL-2 Proleukin | Novartis | Lot Number: 505938M | |
| IncuCyte Annexin V Red Reagent | Essen Bioscience | 4641 | Lot Number: 17A1025-122117 |
| Reagent Reservoir | VWR | 89094-672 | Lot Number: 89094-672 |
| 15 ml tubes | VWR | 734-1867 | Lot Number: 19317044 |
| anti-human CD19-PE | BD Biosciences | 555413 | Lot Number: 4016990 RRID: AB_395813 |
| Biotin-SP (long spacer) AffiniPure F(ab')2 Fragment Goat Anti-Mouse IgG | Jackson ImmunoResearch | 115-066-072 | Lot Number: 129474: RRID: AB_2338583 |
| Streptavidin-PE | BD Biosciences | 554061 | Lot Number: 5191579: RRID: AB_10053328 |
| HCT 116 Colorectal Carcinoma Line | ATCC | CCL-247 | – |
| Incucyte S3 | Essen Bioscience |
References
- Porter, D. L., Levine, B. L., Kalos, M., Bagg, A., June, C. H. Chimeric antigen receptor-modified T cells in chronic lymphoid leukemia. New England Journal of Medicine. 365 (8), 725-733 (2011).
- Kochenderfer, J. N., et al. Eradication of B-lineage cells and regression of lymphoma in a patient treated with autologous T cells genetically engineered to recognize CD19. Blood. 116 (20), 4099-4102 (2010).
- Brentjens, R. J., et al. CD19-targeted T cells rapidly induce molecular remissions in adults with chemotherapy-refractory acute lymphoblastic leukemia. Science Translational Medicine. 5 (177), 177ra138 (2013).
- Grupp, S. A., et al. Chimeric antigen receptor-modified T cells for acute lymphoid leukemia. New England Journal of Medicine. 368 (16), 1509-1518 (2013).
- D’Aloia, M. M., Zizzari, I. G., Sacchetti, B., Pierelli, L., Alimandi, M. CAR-T cells: the long and winding road to solid tumors. Cell Death & Disease. 9 (3), 282 (2018).
- Amann, A., et al. Development of an innovative 3D cell culture system to study tumour–stroma interactions in non-small cell lung cancer cells. PLoS One. 9 (3), e92511 (2014).
- Enzerink, A., Salmenpera, P., Kankuri, E., Vaheri, A. Clustering of fibroblasts induces proinflammatory chemokine secretion promoting leukocyte migration. Molecular Immunology. 46 (8-9), 1787-1795 (2009).
- Birgersdotter, A., et al. Three-dimensional culturing of the Hodgkin lymphoma cell-line L1236 induces a HL tissue-like gene expression pattern. Leukemia & Lymphoma. 48 (10), 2042-2053 (2007).
- Pickl, M., Ries, C. H. Comparison of 3D and 2D tumor models reveals enhanced HER2 activation in 3D associated with an increased response to trastuzumab. Oncogene. 28 (3), 461-468 (2009).
- Galateanu, B., et al. Impact of multicellular tumor spheroids as an in vivo-like tumor model on anticancer drug response. International Journal of Oncology. 48 (6), 2295-2302 (2016).
- Shaheen, S., Ahmed, M., Lorenzi, F., Nateri, A. S. Spheroid-Formation (Colonosphere) Assay for in Vitro Assessment and Expansion of Stem Cells in Colon Cancer. Stem Cell Reviews and Reports. 12 (4), 492-499 (2016).
- Izraely, S., et al. The Metastatic Microenvironment: Melanoma-Microglia Cross-Talk Promotes the Malignant Phenotype of Melanoma Cells. International Journal of Cancer. , (2018).
- Khawar, I. A., et al. Three Dimensional Mixed-Cell Spheroids Mimic Stroma-Mediated Chemoresistance and Invasive Migration in hepatocellular carcinoma. Neoplasia. 20 (8), 800-812 (2018).
- Merker, M., et al. Generation and characterization of ErbB2-CAR-engineered cytokine-induced killer cells for the treatment of high-risk soft tissue sarcoma in children. Oncotarget. 8 (39), 66137-66153 (2017).
- Mittler, F., et al. High-Content Monitoring of Drug Effects in a 3D Spheroid Model. Frontiers in Oncolology. 7, 293 (2017).
- X Tadesse, F. G., Mensali, N., et al. Unpredicted phenotypes of two mutants of the TcR DMF5. Journal of Immunological Methods. 425, 37-44 (2015).
