Modelo experimental de inmunoterapia de melanoma utilizando vacunación tumoral con una citocina hematopoyética
Summary
El protocolo presenta un modelo de inmunoterapia contra el cáncer utilizando la vacunación tumoral basada en células con melanoma B16-F10 que expresa Flt3L. Este protocolo demuestra los procedimientos, incluida la preparación de células tumorales cultivadas, la implantación del tumor, la irradiación celular, la medición del crecimiento tumoral, el aislamiento de las células inmunitarias intratumorales y el análisis de citometría de flujo.
Abstract
El ligando tirosina quinasa 3 similar a Fms (Flt3L) es una citocina hematopoyética que promueve la supervivencia y diferenciación de las células dendríticas (DC). Se ha utilizado en vacunas tumorales para activar la inmunidad innata y mejorar las respuestas antitumorales. Este protocolo demuestra un modelo terapéutico que utiliza una vacuna tumoral basada en células que consiste en células de melanoma B16-F10 que expresan Flt3L junto con análisis fenotípico y funcional de células inmunes en el microambiente tumoral (TME). Se describen los procedimientos para la preparación de células tumorales cultivadas, la implantación de tumores, la irradiación celular, la medición del tamaño del tumor, el aislamiento de células inmunitarias intratumorales y el análisis de citometría de flujo. El objetivo general de este protocolo es proporcionar un modelo preclínico de inmunoterapia de tumores sólidos y una plataforma de investigación para estudiar la relación entre las células tumorales y las células inmunes infiltrantes. El protocolo de inmunoterapia descrito aquí se puede combinar con otras modalidades terapéuticas, como el bloqueo del punto de control inmunitario (anticuerpos anti-CTLA-4, anti-PD-1, anti-PD-L1) o la quimioterapia para mejorar el efecto terapéutico del melanoma en el cáncer.
Introduction
La inmunoterapia contra el cáncer ha sido reconocida como una estrategia terapéutica prometedora basada en sus efectos secundarios menos tóxicos y respuestas más duraderas. Se han desarrollado varios tipos de inmunoterapias, incluidas las terapias contra virus oncolíticos, vacunas contra el cáncer, terapias con citoquinas, anticuerpos monoclonales, transferencia adoptiva de células (células CAR-T o CAR-NK) y bloqueo del punto de control inmunitario1.
Para las vacunas contra el cáncer, existen diferentes formas de vacunas terapéuticas, como las vacunas basadas en células completas, las vacunas de proteínas o péptidos y las vacunas de ARN o ADN. La vacunación se basa en la capacidad de las células presentadoras de antígeno (APC) para procesar antígenos tumorales, incluidos los antígenos específicos del tumor, y presentarlos en forma inmunogénica a las células T. Se sabe que las células dendríticas (DC) son las APC más potentes y se cree que desempeñan un papel importante en la inmunidad antitumoral 2,3. Estas células absorben y procesan antígenos tumorales, y luego migran a los ganglios linfáticos de drenaje (dLN) para preparar y activar las células T efectoras específicas del tumor (Teff) a través del compromiso del receptor de células T (TCR) y las moléculas coestimuladoras. Esto resulta en la diferenciación y expansión de las células T citotóxicas específicas del tumor (CTL), que se infiltran en el tumor y destruyen las células tumorales4. En consecuencia, la activación y maduración de las CD representan estrategias atractivas para estimular la inmunidad contra los antígenos tumorales.
Se sabe que Flt3L promueve la maduración y expansión de CD funcionalmente maduras que expresan proteínas MHC clase II, CD11c, DEC205 y CD865. Se ha demostrado que la administración intratumoral, pero no intravenosa, de un vector de adenovirus que incorpora el gen Flt3L (Adv-Flt3L) promueve la actividad inmunoterapéutica contra los tumores ortrotópicos6. Flt3L también se ha utilizado en vacunas basadas en células tumorales que consisten en células B16-F10 irradiadas que expresan de manera estable Flt3L transducido retroviralmente como una forma de mejorar la presentación cruzada de antígenos tumorales por parte de las CD y, por lo tanto, aumentar las respuestas antitumorales. El protocolo de vacunación contra tumores B16-Flt3L descrito aquí se basa en un estudio publicado por el grupo7 del Dr. James Allison. En este documento, informaron que una vacuna B16-Flt3L combinada con el bloqueo de CTLA-4 indujo sinérgicamente el rechazo del melanoma establecido, lo que resultó en una mayor supervivencia.
El objetivo de este protocolo es proporcionar un modelo de inmunoterapia preclínica para el melanoma. Aquí, se describen procedimientos detallados de cómo preparar e implantar vacunas tumorales, y cómo analizar la composición y función de las células inmunes intratumorales de tumores sólidos.
Protocol
Representative Results
Discussion
El protocolo descrito aquí se basa en el estudio del grupo de Allison. Demostraron que la combinación de la vacuna B16-Flt3L con el bloqueo de CTLA-4 mostró un efecto sinérgico sobre la tasa de supervivencia y el crecimiento tumoral, mientras que no se observó una reducción del crecimiento tumoral en ratones que recibieron la vacuna B16-Flt3L o el tratamiento con anticuerpos anti-CTLA-4 solos7. Estudios recientes han revelado una nueva vía de señalización CTLA4-PKCη intrínseca a Treg qu…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Agradecemos al Dr. Stephen Schoenberger por proporcionar células B16-Flt3L y al personal de las instalaciones de citometría de flujo y animal LJI por un excelente apoyo.
Materials
| 0.25% trypsin-EDTA | Gibco | 25200-056 | |
| 10% heat-inactivated FBS | Omega Scientific | FB-02 | Lot# 209018 |
| 30G needle | BD Biosciences | 305106 | |
| 96 well V-shape-bottom plate | SARSTEDT | 83.3926.500 | |
| B16 cell line expressing Fms-like tyrosine kinase 3 ligand (B16-Flt3L) | Gift of Dr. Stephen Schoenberger, LJI | Flt3L cDNAs were cloned into the pMG-Lyt2 retroviral vector, as in refernce 5, Supplemental Figure 1 | |
| B16-F10 cell lines | ATCC | CRL-6475 | |
| Centrifuge 5810R | Eppendorf | ||
| Cytofix fixation buffer | BD Biosciences | BDB554655 | Cell fixation buffer (4.2% PFA) |
| Cytofix/Cytoperm kit | BD Biosciences | 554714 | Fixation/Permeabilization Solution Kit |
| DNase I | Sigma | 11284932001 | |
| Dulbecco's Modified Eagle Medium (DMEM) | Corning | 10013CV | |
| Electronic digital caliper | Fisherbrand | 14-648-17 | |
| FlowJo software | Tree Star | Flow cytometer data analysis | |
| GolgiStop (protein transport inhibitor) | BD Biosciences | 554724 | 1:1500 dilution |
| HEPES (1M) | Gibco | 15630-080 | |
| Ionomycin | Sigma | I0634 | |
| Iscove’s modified Dulbecco’s medium (IMDM) | Thermo Fisher | 12440053 | |
| LSR-II cytometers | BD Biosciences | Flow cytometer | |
| MEM nonessential amino acids | Gibco | 11140-050 | |
| penicillin and streptomycin | Gibco | 15140-122 | |
| Percoll | GE Healthcare Life Sciences | GE17-0891-02 | density gradient specific medium |
| PMA | Sigma | P1585 | |
| Red Blood Cell Lysing Buffer Hybri-Max liquid | Sigma | R7757-100ML | |
| RPMI 1640 medium | Corning | 10-040-CV | |
| RS2000 X-ray Irradiator | Rad Source Technologies | ||
| sodium pyruvate | Gibco | 11360-070 | |
| Sterile cell strainer 40 μm | Fisherbrand | 22-363-547 | |
| Sterile cell strainer 70 μm | Fisherbrand | 22-363-548 | |
| TL Liberase | Roche | 477530 | |
| Zombie Aqua fixable viability kit | BioLegend | 423101 | |
| Antibodies | |||
| Anti-mCD45 | BioLegend | 103135 | Clone: 30-F11 Fluorophore: BV570 Dilution: 1:200 |
| Anti-mCD3ε | BioLegend | 100327 | Clone: 145-2C11 Fluorophore: PerCP-Cy5.5 Dilution: 1:200 |
| Anti-mCD8 | BioLegend | 100730 100724 |
Clone: 53-6.7 Fluorophore: Alexa Fluor 700, Alexa Fluor 647 Dilution: 1:200 |
| Anti-mCD4 | BioLegend | 100414 | Clone: GK1.5 Fluorophore: APC-Cy7 Dilution: 1:200 |
| Anti-mFoxp3 | Thermo Fisher Scientific | 11577382 | Clone: FJK-16s Fluorophore: FITC Dilution: 1:100 |
| Anti-m/hGzmB | BioLegend | 372208 | Clone: QA16A02 Fluorophore: PE Dilution: 1:100 |
| Anti-mIFNg | BioLegend | 505826 | Clone: XMG1.2 Fluorophore: PE-Cy7 Dilution: 1:100 |
| Anti-mCD19 | BioLegend | 115543 | Clone: 6D5 Fluorophore: BV785 Dilution: 1:100 |
| Anti-mGr1 | BioLegend | 108423 | Clone: RB6-8C5 Fluorophore: APC/Cy7 Dilution: 1:200 |
| Anti-mCD11b | BioLegend | 101223 | Clone: M1/70 Fluorophore: Pacific blue Dilution: 1:100 |
| Anti-mF4/80 | BioLegend | 123114 | Clone: BM8 Fluorophore: PECy7 Dilution: 1:100 |
| Anti-mCD11c | BioLegend | 117328 | Clone: N418 Fluorophore: PerCP Cy5.5 Dilution: 1:100 |
| Anti-mMHCII | BioLegend | 107622 | Clone: M5/114.15.2 Fluorophore: AF700 Dilution: 1:400 |
| Anti-mCD103 | BioLegend | 121410 | Clone: 2E7 Fluorophore: Alexa Fluor 647 Dilution: 1:200 |
| Anti-mCD86 | BioLegend | 105007 | Clone: GL-1 Fluorophore: PE Dilution: 1:200 |
| FC-blocker (Rat anti-mouse CD16/CD32) | BD Biosciences | 553141 | Clone: 2.4G2 Dilution: 1:200 |
References
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