תא היקפי של דם מונאפרור (PBMC) חרט הומניזציה מודל Xenograft עבור מחקר הטרנסג-אונקולוגיה (I-O)
Summary
אנו מתארים היקפית אנושית תא היקפי (pbmc)-מבוסס הומניזציה מודל העכבר מבע שתלת עבור מחקר translational-אונקולוגיה. פרוטוקול זה יכול לשמש כמנחה כללי להקמת ולאפיון מודלים דומים להערכת הטיפול של I-O.
Abstract
הגילוי וההתפתחות של הטיפול האימונואונקולוגיה (I-O) בשנים האחרונות מייצג אבן דרך בטיפול בסרטן. עם זאת, אתגרי הטיפול ממשיכות להתקיים. מודלים של בעלי חיים רלוונטיים ועמידים בפני מחלות הם משאבים חיוניים להמשך המחקר והפיתוח הקדם-קליני כדי לטפל במגוון של מחסומים חיסוניים נוספים. כאן, אנו מתארים את הדם ההיקפי היקפי תא מונאנרור (PBMC)-מבוסס על מודל הומניזציה האנושית. BGB-A317 (טילאסיאמאב), נוגדן נגד PD-1 הומניסט בפיתוח קליני בשלב מאוחר, משמש כדוגמה לדון פלטפורמת הגדרת פלטפורמה, אפיון מודל והערכות יעילות הסמים. אלה עכברים הומניזציה לתמוך בצמיחה של הגידולים האנושיים ביותר נבדק, ובכך מאפשר הערכה של הטיפולים I-O בהקשר של החסינות האנושית וסרטן אנושי. ברגע שהוקמה, המודל שלנו הוא יחסית זמן וחסכוני, ובדרך כלל להניב תוצאות מאוד מתועלות. אנו מציעים כי הפרוטוקול המתואר במאמר זה יכול לשמש כמנחה כללי להקמת דגמי העכבר מחדש עם PBMC האדם וגידולים עבור מחקר I-O.
Introduction
אימונואונקולוגיה (I-O) הוא שדה מתרחב במהירות של טיפול בסרטן. חוקרים החלו לאחרונה להעריך את הפוטנציאל התרפויטי של פונקציות מודלדירוג של המערכת החיסונית לתקוף גידולים. המערכת החיסונית מחסום בלואדס הפגינו פעילויות עידוד במגוון סוגי סרטן, כולל מלנומה, קרצינומה של תאי הכליה, ראש וצוואר, ריאות, שלפוחית השתן וסרטן הערמונית1,2. בניגוד לטיפולים ממוקדים כי ישירות להרוג תאים סרטניים, אני-O טיפולים הפוטנציאל המערכת החיסונית של הגוף לתקוף גידולים3.
עד היום, הוקמו מודלים רבים של חיות I-O. אלה כוללים: 1) עכבר הגידול קווי תאים או הומושתל הגידול בעכברים syngeneic; 2) גידולים ספונטנית נגזר מעכבר מהונדסים גנטית (פנינה) או מסרטנים-אינדוקציה; 3) כלאריק אבני חן עם דפיקה-in של היעד סמים האדם (s) במערכת החיסון מורטין פונקציונלי; ו 4) עכברים עם מחדש חסינות אנושית מושתלים עם תאים סרטניים אנושיים או המטופל נגזר xenografts תלי (PDXs). לכל אחד מדגמים אלה יש יתרונות ברורים, כמו גם מגבלות, אשר תוארו ונבדקו באופן נרחב במקומות אחרים4.
החוקה של החסינות האנושית בעכברים לקויה העריכו בצורה מוערכת כגישה קלינית למחקר של מחקר I-O של טרנסלtional. הדבר מושג בדרך כלל באמצעות אחד משני הצדדים של תאים חיסוניים מבוגרים (למשל, דם היקפי תאים ברורים (pmbc)5,6, או 2) חרט תאי גזע המטבטיים (hsc) מ, למשל, דם טבורי או עוברי כבד7,8. עכברים אלה הומניזציה יכול לתמוך בצמיחה של גידולים אנושיים, ובכך לאפשר הערכה של הטיפולים I-O בהקשר של החסינות האנושית וסרטן האדם. למרות היתרונות, יישומים של עכברים הומניזציה במחקר I-O היו בדרך כלל הפריע מספר חששות, כגון זמן פיתוח מודל ארוך ועלות גבוהה במידה ניכרת.
כאן, אנו מתארים מודל אנושי מבוסס-BMC שניתן ליישם באופן נרחב עבור מחקרי I-O טרנסלtional. מודל זה הוא יחסית זמן-וחסכוני עם השגות גבוהה במחקרי יעילות. זה כבר בשימוש ב-house עבור ההערכות של מספר I-O therapeutics כרגע תחת פיתוח טרום קליני וקליני. BGB-A317 (טילאסיאמאב), נוגדן הומניסטית anti-PD-1 נוגדנים9 , משמש כדוגמה לדון פיתוח מודל, אפיון, ויישומים אפשריים עבור ניתוח יעילות אנטי הגידול.
Protocol
Representative Results
Discussion
הידע שלנו על התפתחות הסרטן וההתקדמות התקדמה באופן משמעותי בשנים האחרונות, עם דגש על הבנה מקיפה של תאי הגידול ומשתית הקשורים שלה. רתימת מנגנוני החיסון המארחים יכול לגרום להשפעה גדולה יותר נגד תאים סרטניים, המייצג אסטרטגיית טיפול מבטיח. מודלים murine עם מערכות חיסונית ללא שינוי של העכבר, כגון ?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אנו מודים לחברי המעבדות שלנו לדיונים מועילים. עבודה זו הייתה נתמכת באופן חלקי על ידי התוכנית לחדשנות ולמדעי החיים בביו-רפואית ולטיפוח המחקר של הנציבות העירונית של בייג והטכנולוגיה תחת הסכם גרנט. Z151100003915070 (פרויקט “המחקר הקדם קליני על הרומן אונקולוגיה החיסון נגד הגידול BGB-A317”), וזה היה גם נתמך באופן חלקי על ידי מימון החברה הפנימית למחקר טרום קליני.
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
- Pardoll, D. M. The blockade of immune checkpoints in cancer immunotherapy. Nature Reviews Cancer. 12 (4), 252-264 (2012).
- Postow, M. A., Callahan, M. K., Wolchok, J. D. Immune Checkpoint Blockade in Cancer Therapy. Journal of Clinical Oncology. 33 (17), 1974-1982 (2015).
- Li, Z., Kang, Y. Emerging therapeutic targets in metastatic progression: A focus on breast cancer. Pharmacology & Therapeutics. 161, 79-96 (2016).
- Li, Q. X., Feuer, G., Ouyang, X., An, X. Experimental animal modeling for immuno-oncology. Pharmacology & Therapeutics. 173, 34-46 (2017).
- Fisher, T. S., et al. Targeting of 4-1BB by monoclonal antibody PF-05082566 enhances T-cell function and promotes anti-tumor activity. Cancer Immunology, Immunotherapy. 61 (10), 1721-1733 (2012).
- McCormack, E., et al. Bi-specific TCR-anti CD3 redirected T-cell targeting of NY-ESO-1- and LAGE-1-positive tumors. Cancer Immunology, Immunotherapy. 62 (4), 773-785 (2013).
- Rongvaux, A., et al. Human hemato-lymphoid system mice: current use and future potential for medicine. Annual Review of Immunology. 31, 635-674 (2013).
- Matsumura, T., et al. Functional CD5+ B cells develop predominantly in the spleen of NOD/SCID/gammac(null) (NOG) mice transplanted either with human umbilical cord blood, bone marrow, or mobilized peripheral blood CD34+ cells. Experimental Hematology. 31 (9), 789-797 (2003).
- Zhang, T., et al. The binding of an anti-PD-1 antibody to FcgammaRIota has a profound impact on its biological functions. Cancer Immunology, Immunotherapy. 67 (7), 1079-1090 (2018).
- Gamelli, R. L., Ershler, W. B., Hacker, M. P., Foster, R. S. The effect of disulfiram on cyclophosphamide-mediated myeloid toxicity. Cancer Chemotherapy and Pharmacology. 16 (2), 153-155 (1986).
- Dunay, I. R., Fuchs, A., Sibley, L. D. Inflammatory monocytes but not neutrophils are necessary to control infection with Toxoplasma gondii in mice. Infection and Immunity. 78 (4), 1564-1570 (2010).
- Ghasemlou, N., Chiu, I. M., Julien, J. P., Woolf, C. J. CD11b+Ly6G- myeloid cells mediate mechanical inflammatory pain hypersensitivity. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (49), 6808-6817 (2015).
- Takao, K., Miyakawa, T. Genomic responses in mouse models greatly mimic human inflammatory diseases. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (4), 1167-1172 (2015).
- Payne, K. J., Crooks, G. M. Immune-cell lineage commitment: translation from mice to humans. Immunity. 26 (6), 674-677 (2007).
- Mestas, J., Hughes, C. C. Of mice and not men: differences between mouse and human immunology. Journal of Immunology. 172 (5), 2731-2738 (2004).
- von Herrath, M. G., Nepom, G. T. Lost in translation: barriers to implementing clinical immunotherapeutics for autoimmunity. Journal of Experimental Medicine. 202 (9), 1159-1162 (2005).
- Mahdi, B. M. A glow of HLA typing in organ transplantation. Clinical and Translational Medicine. 2 (1), 6 (2013).
- Shultz, L. D., Brehm, M. A., Garcia-Martinez, J. V., Greiner, D. L. Humanized mice for immune system investigation: progress, promise and challenges. Nature Reviews Immunolog. 12 (11), 786-798 (2012).
- Brehm, M. A., Shultz, L. D., Luban, J., Greiner, D. L. Overcoming current limitations in humanized mouse research. Journal of Infectious Diseases. 208, 125-130 (2013).
- Walsh, N. C., et al. Humanized Mouse Models of Clinical Disease. Annual Review of Pathology. 12, 187-215 (2017).
- Shultz, L. D., Ishikawa, F., Greiner, D. L. Humanized mice in translational biomedical research. Nature Reviews Immunolog. 7 (2), 118-130 (2007).
- Brehm, M. A., et al. NOD-scid IL2rgnull (NSG) mice deficient in murine MHC Class I and Class II expression support engraftment of functional human T cells in the absence of acute xenogeneic GVHD following injection of PBMC. The Journal of Immunology. 200, 57 (2018).
- King, M., et al. A new Hu-PBL model for the study of human islet alloreactivity based on NOD-scid mice bearing a targeted mutation in the IL-2 receptor gamma chain gene. Clinical Immunology. 126 (3), 303-314 (2008).
- Ito, M., et al. NOD/SCID/gamma(c)(null) mouse: an excellent recipient mouse model for engraftment of human cells. Blood. 100 (9), 3175-3182 (2002).
- Shultz, L. D., et al. Human lymphoid and myeloid cell development in NOD/LtSz-scid IL2R gamma null mice engrafted with mobilized human hemopoietic stem cells. Journal of Immunology. 174 (10), 6477-6489 (2005).
- Sasaki, E., et al. Development of a preclinical humanized mouse model to evaluate acute toxicity of an influenza vaccine. Oncotarget. 9 (40), 25751-25763 (2018).
- Tobin, L. M., Healy, M. E., English, K., Mahon, B. P. Human mesenchymal stem cells suppress donor CD4(+) T cell proliferation and reduce pathology in a humanized mouse model of acute graft-versus-host disease. Clinical and Experimental Immunology. 172 (2), 333-348 (2013).
