在这里,我们描述了原代人鼻上皮(HNE)细胞在气液界面处的分离,扩增和分化,以及允许成功冷冻和解冻扩增的HNE的生物样本库方案。该方案分析了不同调节剂处理下分化HNE细胞的电生理特性和CFTR相关氯离子分泌校正。
人鼻上皮 (HNE) 细胞易于通过简单的非侵入性鼻刷收集。在气液界面条件下,患者来源的原代 HNE 细胞可以被扩增并分化为假分层上皮,以量化环 AMP 介导的氯化物 (Cl–) 转运作为囊性纤维化跨膜传导调节因子 (CFTR) 功能的指标。如果有效地执行诸如鼻刷质量和冷冻保存时的细胞密度等关键步骤,则可以成功地对HNE细胞进行生物银行分析。此外,短路电流研究表明,冻融不会显着改变HNE电池的电生理特性和对CFTR调节剂的反应。在这项研究中使用的培养条件下,当每个冷冻管冷冻少于2×106 个细胞时,失败率非常高。我们建议每个冷冻管至少冷冻3×106 个细胞。我们表明,将CFTR校正剂与CFTR增强剂相结合的双重疗法对F508del纯合子HNE细胞中的CFTR活性具有相当的校正效果。与双重治疗VX-809 + VX-770相比,三联疗VX-445 + VX-661 + VX-770显着增加了CFTR活性的校正。HNE细胞中CFTR活性的测量是一种有前途的临床前生物标志物,可用于指导CFTR调节剂治疗。
囊性纤维化(CF)是一种常染色体隐性遗传性疾病,由囊性纤维化跨膜传导调节因子(CFTR)基因突变引起,导致CFTR蛋白(位于上皮1,2的阴离子通道)的缺失或功能障碍。CFTR治疗的最新进展改善了疾病的预后,最后批准的结合CFTR校正剂和CFTR增强剂的药物导致携带最常见突变p.Phe508del突变(F508del)3,4的CF患者的肺功能和生活质量的重大改善。尽管有这种有希望的治疗进展,但大约10%的CF患者没有资格,因为他们携带这些CFTR调节剂无法挽救的突变。对于这些患者,需要测试其他药物或药物组合,以找到针对特定突变的最有效组合,这突出了个性化治疗的重要性。
人鼻上皮 (HNE) 细胞易于通过简单的非侵入性鼻刷收集,并允许定量循环 AMP 介导的氯化物 (Cl−) 转运作为 CFTR 功能的指标。HNE细胞产生准确的人类气道模型,但它们的寿命在培养物中受到限制。由于培养技术的优化,患者来源的原代HNE细胞可以用Rho相关激酶抑制剂(ROCKi)有条件地重新编程,扩增,并在微孔过滤器5,6上的空液界面(ALI)条件下分化成假分层上皮。存在许多用于HNE培养的培养方案(市售,无血清,“自制”,与饲养层细胞共培养等),并且已经描述了培养基和培养条件的选择影响生长,细胞群分化和上皮功能7,8。本文的实验方案提出了一种简化的、无饲养层的 ROCKi 扩增方法,该方法允许成功获得大量 HNE 细胞,然后在 ALI 上进行分化以进行 CFTR 功能测定。
我们已经证明,在分化的HNE细胞中,用CFTR调节剂治疗48小时足以诱导CFTR依赖性Cl– 电流的电生理校正,并且在 体外 观察到的校正可能与患者的临床改善相关9。因此,HNE细胞不仅代表了基础CF研究的合适模型,而且代表了具有患者特异性CFTR调节剂测试的临床前研究的合适模型。在这种个性化治疗的背景下,该方案的目标是验证来自CF患者的冷冻保存的HNE细胞,在我们的条件下生长,是CFTR校正研究的合适模型,并且在比较来自新鲜和冷冻解冻细胞的CFTR依赖性Cl– 转运时,可以预期类似的结果。该研究还评估了使用双重和三联疗法时不同CFTR调节剂的疗效。
在个性化医疗的背景下,使用患者来源的鼻上皮细胞作为人支气管上皮(HBE)细胞的替代物来测量CFTR活性已被提出,因为HNE在培养物中复制细胞的特性9,11。与HBE细胞培养物相比,HNE的强大优势在于它们易于且非侵入性地取样。HNE细胞培养物中的短路电流测量能够评估CFTR依赖性Cl– 通过上皮的运输,其显示与通过各种基因型患者的鼻电位差异评…
The authors have nothing to disclose.
我们衷心感谢所有患者及其家属参与这项研究。这项工作得到了法国Mucoviscidose Vaincre la Mucoviscidose协会的资助;法国协会ABCF 2和Vertex Pharmaceuticals创新奖。
ABBV-2222 | Selleckchem | S8535 | |
ABBV-974 | Selleckchem | S8698 | |
Advanced DMEM/F-12 | Life Technologies | 12634010 | |
Alexa 488 goat secondary antibody | Invitrogen | A11001 | |
Alexa 594 goat secondary antibody | Invitrogen | A11012 | |
Amphotericin B | Life Technologies | 15290026 | |
Anti-alpha-tubulin antibody | Abcam | ab80779 | |
Anti-CFTR monoclonal antibody (24-1) | R&D Systems | MAB25031 | |
Anti-cytokeratin 8 antibody | Progen | 61038 | |
Anti-Muc5AC antibody | Santa Cruz Biotech | sc-20118 | |
Anti-ZO-1 antibody | Santa Cruz Biotech | sc-10804 | |
Ciprofloxacin | provided by Necker Hospital Pharmacy | ||
Colimycin | Sanofi | provided by Necker Hospital Pharmacy | |
Collagen type IV | Sigma-Aldrich Merck | C-7521 | |
cytology brush | Laboratory GYNEAS | 02.104 | |
DMSO | Sigma-Aldrich Merck | D2650 | |
EGF | Life Technologies | PHG0311 | |
Epinephrin | Sigma-Aldrich Merck | E4375 | |
F12-Nutrient Mixture | Life Technologies | 11765054 | |
FBS | Life Technologies | 10270106 | |
Ferticult | Fertipro NV | FLUSH020 | |
Flasks 25 | Thermo Scientific | 156.367 | |
Flasks 75 | Thermo Scientific | 156.499 | |
Glacial acetic acid | VWR | 20104.298 | |
HEPES | Sigma-Aldrich Merck | H3375 | |
Hydrocortisone | Sigma-Aldrich Merck | SLCJ0893 | |
Insulin | Sigma-Aldrich Merck | I0516 | |
Mg2+ and Ca2+-free DPBS | Life Technologies | 14190094 | |
Penicillin/Streptomycin | Life Technologies | 15140130 | |
Tazocillin | Mylan | provided by Necker Hospital Pharmacy | |
Transwell Filters | Sigma-Aldrich Merck | CLS3470-48EA | |
Triton-X100 | Sigma-Aldrich Merck | T8787 | |
Trypsin 0,25% | Life Technologies | 25200056 | |
Vectashield mounting medium with DAPI | Vector Laboratories | H-1200 | |
VX-445 | Selleckchem | S8851 | |
VX-661 | Selleckchem | S7059 | |
VX-770 | Selleckchem | S1144 | |
VX-809 | Selleckchem | S1565 | |
Xylocaine naphazoline 5% | Aspen France | provided by Necker Hospital Pharmacy | |
Y-27632 | Selleckchem | S1049 |