Убийство Assay сфероида клетками T автомобилей
Summary
Этот протокол предназначен для оценки иммунотерапевтических перенаправленный цитотоксичность T-клеток (автомобилей Т-клеток) против 3D структурированные раковые клетки (сфероидов) в режиме реального времени.
Abstract
Иммунотерапия стала полем растущий интерес к борьбе против рака в противном случае неизлечимого. Среди всех методов иммунотерапевтических химерных антигена рецепторов (автомобиль) перенаправлены Т-клеток, полученные наиболее впечатляющих результатов, в частности с детской B-острый лимфобластный лейкоз (B-ALL). Методы классической проверки автомобилей Т-клеток полагаются на использование специфики и анализов функциональность автомобиля Т-клеток против клеток-мишеней в суспензии и в моделях ксенотрансплантата. К сожалению, замечания, сделанные в пробирке часто отделены от результатов, полученных в естественных условиях, и много усилий и животных можно избежать, добавив еще один шаг: использование 3D культуры. Производство сфероидов из потенциальных клеток-мишеней, которые имитируют 3D структура опухолевых клеток, когда они являются прижившимися в животной модели является идеальной альтернативой. Здесь мы приводим доступный, надежный и простой способ получения сфероидов от линии transduced толстого кишечника клетки как инструмент проверки для приемных клеточной терапии (здесь подтверждается CD19 автомобилей Т-клетки). Этот метод в сочетании с передовой живой тепловизионной системы, которая может следовать сфероида роста, эффекторные клетки цитотоксичности и опухоли апоптоза клеток.
Introduction
Приемных клеток передачи (ACT) представляет следующее поколение лечения рака. Он полагается на инъекции эффекторных клеток (Т – и NK-клеток) в пациента. Эти клетки могут быть генетически модифицированных с рецепторами, которые будут направлять их в свои цели, опухоль и уничтожить его. Недавно этот подход был показан быть осуществимым, когда рецептор химерных антигена (автомобиль), направленных против B-клетки маркер CD19 был введен в клетки пациента T убить его рака1. В случае автомобиль, который является искусственным рецепторов, конструкция состоит из фрагментов специфическое антитело, антиген привязки домене сокращен до сущности назначенный одной цепи переменных фрагмента (scFv), связан с Т-клеточной сигнализации доменов. Хотя есть несколько конструкций, наиболее часто используемые версии упоминаемый как второго поколения автомобилей конструкций, состоят из CD3z для сигнализации TCR и один co-stimulatory домен (CD28, 4-1BB, OX40, и т.д.) 1 , 2. поле иммунотерапии направлено большую часть своего внимания к этой новой форме акта когда CD19 автомобилей-Т-клетки эффективно многочисленных пациентов с B клетки злокачественных опухолей3,4. После этого успеха исследователи пытались использовать подобные конструкции, ориентация другие epitopes для солидных опухолей с ограниченным успехом. К сожалению нехватка специфических антигенов тумора и жестче опухоли микросреды, оказываемых автомобилей T клетки менее эффективными, к5солидных опухолей.
В настоящее время наиболее часто используемых в vitro проверки стратегии полагаются на двухмерный (2D) систем, которые касаются только фрагмент проблем уже упоминалось твердые опухоли. Классически 2D в vitro систем представляет собой смесь автомобилей Т-клеток и целевой рак клеточных линий как монослои оценить функциональность и специфика этих клеток-эффекторов. Хотя эти стратегии являются важной и неотъемлемой частью исследований, они не учитывать сложную морфологию и трехмерные (3D) Структура клетки рака6. Раковые клетки культивировали в 3D систем, именуемый сфероидов, приобрести новые фенотипических признаков путем внесения изменений в ген выражение профиля7, которые могут повлиять на признание перенаправленный эффекторных клеток. Birgersdotter и коллеги продемонстрировал, что линия клетки лимфомы (HL) Ходжкина когда только выращенные в модели 3D культуры приобретает профиль выражение гена, который похож на первичной опухоли образцы8. Таким образом сфероидов или аналогичных 3D культуры методологии предложение более актуальными в моделях in vitro в отличие от стандартных 2D систем. Такие системы аналогичны также в vivo исследований, которые рассматриваются как последний шаг в процессе проверки данного автомобиля. Учитывая, что 2D системы не могут имитировать морфология рака кластеров, сфероидов предлагают аналогичные образований оценить функциональность автомобиля Т-клетки до в естественных условиях модели. В одном исследовании, Pickl et al. определили, что модель сфероида рецептора человека эпидермального фактора роста (HER2), экспрессирующих раковые клетки продемонстрировали аналогичные сигнализации профили в естественных условиях модели9. Это далее поддерживает сфероидов предлагают более актуальной и закрыть чтобы в vivo оценки автомобиля Т-клеток. Кроме того, проверка автомобилей Т-клеток против сфероидов может помочь более критически оценить их эффективность и предотвратить некоторые из образцов от переезда в vivo исследований преждевременно10; Таким образом вклад этически соответствующих исследований, жертвуя меньше животных. Кроме того протоколы, используя сфероидов не дороже, чем классический 2D систем и гораздо быстрее по сравнению с классической в vivo исследований. Взятые вместе, можно предсказать, что включение исследований сфероида вскоре станет стандартной практикой для увязки исследований в vitro и in vivo.
Здесь мы представляем подготовки сфероидов от линии клетки рака толстой кишки HCT 116. Эта линия клетки была изменена, чтобы выразить человека CD19 молекулы оказать чувствительны к CD19 автомобилей Т-клеток и обеспечить четкую оценку убийства, используя клинически проверенных автомобиль конструкт.
Protocol
Representative Results
Discussion
Использование сфероидов как новаторский инструмент для проверки будущих рака лечение стало поле растущий интерес в последние годы. Сфероидов представляют собой промежуточный шаг между классического 2D в пробирке анализа и оценки в естественных условиях. Метод также проводит много об?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была поддержана Норвежский исследовательский совет под грантов #244388, #254817 и #284983; в Норвегии онкологическое общество (#6829007); Норвежский здравоохранения региона Юго-Восточной под Грант #17/00264-6 и #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).
