A Human Peripheral Blood Mononuclear Cell (PBMC) Engrafted Humanized Xenograft Model for Translational Immuno-oncology (I-O) Research
Summary
Wir beschreiben eine menschliche periphere Mononuklezelle (PBMC) – basierendes humanisiertes Xenograft-Mausmodell für translationale Immunonkologieforschung. Dieses Protokoll könnte als allgemeine Leitlinie für die Erstellung und Charakterisierung ähnlicher Modelle für die Bewertung von I-O-Therapien dienen.
Abstract
Die Entdeckung und Entwicklung der Immunonkologie (I-O) in den letzten Jahren stellt einen Meilenstein in der Krebsbehandlung dar. Die Behandlungsherausforderungen bestehen jedoch nach wie vor. Robuste und krankheitsrelevante Tiermodelle sind wichtige Ressourcen für die weitere präklinische Forschung und Entwicklung, um eine Reihe zusätzlicher Immun-Checkpoints anzugehen. Hier beschreiben wir eine menschliche periphere mononukleäre Blutzelle (PBMC) – basierend auf humanisiertem Xenograft-Modell. BGB-A317 (Tislelizumab), ein humanisierter Anti-PD-1-Antikörper in der späten klinischen Entwicklung, wird als Beispiel verwendet, um Plattform-Setup, Modellcharakterisierung und Bewertungen der Arzneimittelwirksamkeit zu diskutieren. Diese humanisierten Mäuse unterstützen das Wachstum der meisten getesteten menschlichen Tumoren und ermöglichen so die Beurteilung von I-O-Therapien im Kontext sowohl der menschlichen Immunität als auch menschlicher Krebsarten. Einmal etabliert, ist unser Modell vergleichsweise zeit- und kostengünstig und liefert in der Regel sehr reproduzierbare Ergebnisse. Wir schlagen vor, dass das in diesem Artikel beschriebene Protokoll als allgemeine Richtlinie für die Erstellung von Mausmodellen dienen könnte, die mit humanem PBMC und Tumoren für die I-O-Forschung rekonstituiert wurden.
Introduction
Die Immunonkologie (I-O) ist ein schnell wachsendes Feld der Krebsbehandlung. Forscher haben vor kurzem begonnen, das therapeutische Potenzial der modulationsfähigen Funktionen des Immunsystems zu schätzen, um Tumore anzugreifen. Immun-Checkpoint-Blockaden haben ermutigende Aktivitäten bei einer Vielzahl von Krebsarten gezeigt, einschließlich Melanom, Nierenzellkarzinom, Kopf und Hals, Lunge, Blase und Prostatakrebs1,2. Im Gegensatz zu gezielten Therapien, die Krebszellen direkt abtöten, potenzieren I-O-Therapien das Immunsystem des Körpers, um Tumore anzugreifen3.
Bis heute wurden zahlreiche relevante I-O-Tiermodelle etabliert. Dazu gehören: 1) Maustumorzelllinien oder Tumorhomograft bei syngenischen Mäusen; 2) spontane Tumoren, die aus gentechnisch veränderter Maus (GEM) oder karzinogener Induktion stammen; 3) chimäre GEMs mit dem Knock-in von humanen Drogenzielen in einem funktionellen murinen Immunsystem; und 4) Mäuse mit rekonstituierter menschlicher Immunität, transplantiert mit menschlichen Krebszellen oder vom Patienten abgeleiteten Xenografts (PDXs). Jedes dieser Modelle hat offensichtliche Vorteile sowie Einschränkungen, die an anderer Stelle ausführlich beschrieben und überprüft wurden4.
Die Rekonstitution der menschlichen Immunität bei immundefizienten Mäusen wurde zunehmend als klinisch relevanter Ansatz für translationale I-O-Forschung geschätzt. Dies wird in der Regel entweder durch 1) Transplantation von adulten Immunzellen (z. B. periphere mononukleäre Blutzellen (PMBC))5,6oder 2) Transplantation hämatopoetischer Stammzellen (HSC) aus z. B. Nabelschnurblut oder fetalem Leber7,8. Diese humanisierten Mäuse könnten das Wachstum menschlicher Tumoren unterstützen und so die Beurteilung von I-O-Therapien im Kontext sowohl der menschlichen Immunität als auch menschlicher Krebsarten ermöglichen. Trotz der Vorteile wurden Anwendungen von humanisierten Mäusen in der I-O-Forschung in der Regel durch mehrere Bedenken behindert, wie lange Modellentwicklungszeit und erheblich hohe Kosten.
Hier beschreiben wir ein menschliches PBMC-basiertes Modell, das für translationale I-O-Studien weit verbreitet sein könnte. Dieses Modell ist vergleichsweise zeit- und kostengünstig mit hoher Reproduzierbarkeit in Wirksamkeitsstudien. Es wurde intern für die Evaluierung mehrerer I-O-Therapeutika verwendet, die sich derzeit in der präklinischen und klinischen Entwicklung befinden. BGB-A317 (Tislelizumab), ein humanisierter Anti-PD-1-Antikörper9 , wird als Beispiel verwendet, um Modellentwicklung, Charakterisierung und mögliche Anwendungen für Anti-Tumor-Wirksamkeitsanalysen zu diskutieren.
Protocol
Representative Results
Discussion
Unser Wissen über Krebsentwicklung und -progression hat sich in den letzten Jahren deutlich weiterentwickelt, wobei der Schwerpunkt auf einem umfassenden Verständnis sowohl der Tumorzellen als auch der damit verbundenen Stroma liegt. Die Nutzung der Wirtsimmunmechanismen könnte eine größere Wirkung gegen Krebszellen hervorrufen, was eine vielversprechende Behandlungsstrategie darstellt. Murine Modelle mit intakten Maus-Immunsystem, wie syngene und GEM-Modelle, wurden weit verbreitet verwendet, um Checkpoint-vermitte…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wir danken den Mitgliedern unserer Labore für die hilfreichen Diskussionen. Diese Arbeit wurde teilweise durch das Biomedical and Life Science Innovation and Cultivation Research Program der Beijing Municipal Science and Technology Commission im Rahmen des Grant Agreement No unterstützt. Z151100003915070 (Projekt “Präklinische Studie über ein neuartiges immunonkologisches Antitumormedikament BGB-A317” und wurde teilweise durch unternehmensinterne Mittel für die präklinische Forschung unterstützt.
Materials
| PBMC separation /cell culture | |||
| Histopaque-1077 | Sigma | 10771 | Cell isolation |
| DMEM | Corning | 10-013-CVR | Cell culture |
| DPBS | Corning | 21-031-CVR | Cell culture |
| FBS | Corning | 35-076-CV | Cell culture |
| Penicillin-Streptomycin, Liquid | Gibco | 15140-163 | Cell culture |
| Trypsin-EDTA (0.25%), phenol red | Gibco | 25200-114 | Cell culture |
| Matrigel | Corning | 356237 | CDX inoculation |
| FACS analysis | |||
| Deoxyribonuclease I from bovine pancreas | Sigma | DN25 | Sample preparation |
| Collagenase Type I | Sigma | C0130 | Sample preparation |
| Anti-mouse/human CD11b (M1/70) antibody | BioLegend | 101206 | FACS |
| Anti-mouse Ly-6C (HK1.4) antibody | BioLegend | 128008 | FACS |
| Anti-mouse Ly-6G (1A8) antibody | BioLegend | 127614 | FACS |
| Anti-human CD8 (OKT8) antibody | Sungene Biotech | H10082-11H | FACS |
| Anti-human CD279 (MIH4) antibody | eBioscience | 12-9969-42 | FACS |
| Anti-human CD3 (HIT3a) antibody | 4A Biotech | — | FACS |
| Guava easyCyte 8HT Benchtop Flow Cytometer | Millipore | 0500-4008 | FACS |
| Tumor/PDX implantation /dosing / measurement | |||
| Cyclophosphamide | J&K | Cat#419656, CAS#6055-19-2 | In vivo efficacy |
| Disulfiram | J&K | Cat#591123, CAS#97-77-8 | In vivo efficacy |
| Syringe | BD | 300841 | CDX inoculation |
| Hypodermic needles (14G) | Shanghai SA Mediciall & Plastic Instruments Co., Ltd. | 0.7*32 TW SB | PDX inoculation |
| Vernier Caliper (MarCal) | Mahr | 16ER | Tumor measurement |
| IVC individual ventilated cages | Lingyunboji Ltd. | IVC-128 | Animal facility |
| IHC | |||
| Leica ASP200 Vacuum tissue processor | Leica | ASP200 | IHC |
| Leica RM2235 Manual Rotary Microtome for Routine Sectioning | Leica | RM2235 | IHC |
| Leica EG1150 H Heated Paraffin Embedding Module | Leica | EG1150 H | IHC |
| Ariol-Clinical IHC and FISH Scanner | Leica | Ariol | IHC |
| Anti-human CD8 (EP334) antibody | ZSGB-Bio | ZA-0508 | IHC |
| Anti-human PD1 [NAT105] antibody | Abcam | ab52587 | IHC |
| Anti-human PD-L1 (E1L3N) antibody | Cell Signaling Technology | 13684S | IHC |
| Polink-2 plus Polymer HRP Detection System | ZSGB-Bio | PV-9001/9002 | IHC |
Referências
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