Summary

Fremstilling af tumorantigen-loaded dendritiske celler til immunterapi

Published: August 01, 2013
doi:

Summary

Den mest almindeligt anvendte metode til at generere mange autologe dendritiske celler (DC'er) til anvendelse i tumor immunterapi er beskrevet. Fremgangsmåden anvender IL-4 og GM-CSF at differentiere udviklingslandene fra monocytter. De umodne DC'er stimuleres til modne og derefter fyldt med antigener, før de injiceres tilbage i patienten.

Abstract

Mens kliniske undersøgelser har fastslået, at antigen-loaded DC vacciner er sikre og lovende behandling for tumorer 1, deres kliniske effekt er endnu ikke fastslået. Den nedenfor beskrevne metode, aflægges i overensstemmelse med Good Manufacturing Process (GMP) retningslinjer, er en optimering af de mest almindelige ex vivo forberedelse metode til at generere et stort antal udviklingslandene for kliniske forsøg 2.

Vores metode udnytter den syntetiske TLR 3 agonist Polyinosinic-Polycytidylic Syre-poly-L-lysin Carboxymethylcellulose (Poly-ICLC) at stimulere udviklingslandene. Vores tidligere undersøgelse fastslået, at poly-ICLC er den mest potente individuel modning stimulans for humane DC'er som vurderet ved en opregulering af CD83 og CD86, induktion af interleukin-12 (IL-12), tumornekrosefaktor (TNF), interferon gamma-inducerede protein 10 (IP-10), interleukmin 1 (IL-1), og type I-interferoner (IFN) og minimal interleukin 10 (IL-10) produktion. </p>

DC'er er differentieret fra frosne perifere mononukleære blodceller (PBMC'er) opnået ved leukaferese. PBMC'er isoleres ved Ficoll-gradient centrifugering og frosset i portioner. På dag 1, er PBMC'er optøet og udpladet på vævsdyrkningskolber at selektere for monocytter, der klæber til plastoverfladen efter 1-2 timers inkubation ved 37 ° C i vævskultur inkubator. Efter inkubering lymfocytter vaskes og vedhængende monocytter dyrkes i 5 dage i nærværelse af interleukin-4 (IL-4) og granulocyt makrofag-koloni-stimulerende faktor (GM-CSF) til at differentiere til umodne DC'er. På dag 6, er umodne DC'er pulses med keyhole limpet hæmocyanin (KLH)-protein, der tjener som en kontrol for kvaliteten af vaccinen og kan øge immunogeniciteten af vaccinen 3.. DCS stimuleres til at modnes, lastet med peptidantigener, og inkuberes natten over. På dag 7, vaskes cellerne, og frosset i portioner på 1 ml indeholder4 – 20 x 10 6 celler med en kontrolleret-sats fryser. Lot release test for partierne af udviklingslandenes udføres, og skal opfylde mindstekrav specifikationer, inden de bliver sprøjtet ind patienterne.

Protocol

1.. Isolering og Kryopræservering af PBMC'er 4 Aseptisk spike en af ​​adgangsportene i leukaferese posen ved hjælp af et plasma transfer sæt. Ved hjælp af en 60 ml sprøjte, overføre leukaferese opnås fra patienter i en steril 500 ml flaske. Juster lydstyrken på leukaferese til 2x dets oprindelige volumen ved hjælp stuetemperatur RPMI. Bland grundigt. Bland forsigtigt flasken Ficoll-Paque PLUS. Tilføj 12 ml Ficoll-Paque PLUS i sterile 50 ml konisk rør. <li…

Representative Results

Mellem 10 – 20% af udgangsmaterialer PBMC'er differentierer til DC'er ved udgangen af ​​dyrkningsperioden. Modne DC'er er CD11c +, CD14-, CD83 +, CD40 + og CCR7 + (figur 1). De udtrykker høje niveauer af MHC klasse I og II-molekyler og costimulerende molekyler CD80 og CD86. Poly-ICLC inducerede også lavere niveauer af PDL-1 sammenlignet med andre TLR agonister 14. Derudover disse Poly-IC-modnet DC'er udskiller store mængder af IL-12 (figur 2 og 15,…

Discussion

Fase I og II kliniske forsøg med monocytafledte DC'er har vist, at de inducerer immunrespons hos patienter, men klinisk succes har været begrænset 1.. Dette kan til dels skyldes den manglende konsensus om, hvordan at generere de optimale DC'er til tumor immunterapeutisk brug. Selvom der er mange måder at generere klinisk-grade DC'er, disse metoder variere med hensyn til anvendelsen af ​​cytokiner anvendes til at differentiere monocytter, stimuli, der bruges til at inducere modning og fremg…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Forfatterne vil gerne takke Andres Salazar (Oncovir, Inc.) for gaven af ​​Poly-ICLC.

Materials

Reagent/Supplies/Equipment Manufacturer Catalog No.
RPMI-1640 medium with L-glutamine BioWhittaker 12-702F
1M HEPES buffered saline BioWhittaker 17-737E
Phosphate buffered saline (PBS) BioWhittaker 17-516F
Human albumin, 25% solution USP Aventis Behring
Ficoll-Hypaque PREMIUM GE Healthcare 17-5442-03
Human AB serum Valley Biomedical HP1022
Sterile saline USP Hospira
CryoMACS DMSO Miltenyi Biotec 170-076-303
Leukine GM-CSF, 0.5 mg/ml Berlex A02266
MACS GMP IL-4 Miltenyi Biotec 170-076-101
Hiltonol, Poly-ICLC, 2 mg/ml Oncovir NA
VACMUNE KLH Biosyn
225 sq cm EasyFlasks Nalgene Nunc 159934
Falcon 6-well tissue culture plates Becton Dickinson 353046
1.8 ml CryoTube vials Nalgene Nunc 377267
Controlled Rate Freezer Thermo CryoMed

References

  1. Lesterhuis, W. J., et al. Dendritic cell vaccines in melanoma: from promise to proof. Crit. Rev. Oncol. Hematol. 66, 118-134 (2008).
  2. Sabado, R. L., Bhardwaj, N. Directing dendritic cell immunotherapy towards successful cancer treatment. Immunotherapy. 2, 37-56 (2010).
  3. Schumacher, K. Keyhole limpet hemocyanin (KLH) conjugate vaccines as novel therapeutic tools in malignant disorders. J. Cancer. Res. Clin. Oncol. 127, 1-2 (2001).
  4. Jaatinen, T., Laine, J. Isolation of mononuclear cells from human cord blood by Ficoll-Paque density gradient. Curr. Protoc. Stem Cell Biol. Chapter 2, Unit 2A 1 (2007).
  5. Eichler, H., et al. Multicenter study on in vitro characterization of dendritic cells. Cytotherapy. 10, 21-29 (2008).
  6. Feuerstein, B., et al. A method for the production of cryopreserved aliquots of antigen-preloaded, mature dendritic cells ready for clinical use. J. Immunol. Methods. 245, 15-29 (2000).
  7. O’Neill, D., Bhardwaj, N. Generation of autologous peptide- and protein-pulsed dendritic cells for patient-specific immunotherapy. Methods Mol. Med. 109, 97-112 (2005).
  8. de Vries, I. J., et al. Phenotypical and functional characterization of clinical grade dendritic cells. J. Immunother. 25, 429-438 (2002).
  9. Jonuleit, H., et al. Pro-inflammatory cytokines and prostaglandins induce maturation of potent immunostimulatory dendritic cells under fetal calf serum-free conditions. Eur. J. Immunol. 27, 3135-3142 (1997).
  10. Lee, A. W., et al. A clinical grade cocktail of cytokines and PGE2 results in uniform maturation of human monocyte-derived dendritic cells: implications for immunotherapy. Vaccine. 20, A8-A22 (2002).
  11. Bhardwaj, N. Harnessing the immune system to treat cancer. J. Clin. Invest. 117, 1130-1136 (2007).
  12. Gnjatic, S., Sawhney, N. B., Bhardwaj, N. Toll-like receptor agonists: are they good adjuvants?. Cancer J. 16, 382-391 (2010).
  13. Kedl, R. M., Kappler, J. W., Marrack, P. Epitope dominance, competition and T cell affinity maturation. Curr. Opin. Immunol. 15, 120-127 (2003).
  14. Bogunovic, D., et al. TLR4 engagement during TLR3-induced proinflammatory signaling in dendritic cells promotes IL-10-mediated suppression of antitumor immunity. Cancer Research. 71, 5467-5476 (2011).
  15. Verdijk, R. M., et al. Polyriboinosinic polyribocytidylic acid (poly(I:C)) induces stable maturation of functionally active human dendritic cells. J. Immunol. 163, 57-61 (1999).
  16. Rouas, R., et al. Poly(I:C) used for human dendritic cell maturation preserves their ability to secondarily secrete bioactive IL-12. Int. Immunol. 16, 767-773 (2004).
  17. Jongmans, W., Tiemessen, D. M., van Vlodrop, I. J., Mulders, P. F., Oosterwijk, E. Th1-polarizing capacity of clinical-grade dendritic cells is triggered by Ribomunyl but is compromised by PGE2: the importance of maturation cocktails. J. Immunother. 28, 480-487 (2005).
  18. Krause, P., et al. Prostaglandin E2 is a key factor for monocyte-derived dendritic cell maturation: enhanced T cell stimulatory capacity despite IDO. J. Leukoc. Biol. 82, 1106-1114 (2007).
  19. Morelli, A. E., Thomson, A. W. Dendritic cells under the spell of prostaglandins. Trends Immunol. 24, 108-111 (2003).
  20. Adams, M., et al. Dendritic cell (DC) based therapy for cervical cancer: use of DC pulsed with tumour lysate and matured with a novel synthetic clinically non-toxic double stranded RNA analogue poly [I]:poly [C(12)U] (Ampligen R). Vaccine. 21 (12), 787-790 (2003).
  21. Colombo, M. P., Trinchieri, G. Interleukin-12 in anti-tumor immunity and immunotherapy. Cytokine Growth Factor Rev. 13, 155-168 (2002).
  22. Mayordomo, J. I., et al. Bone marrow-derived dendritic cells pulsed with synthetic tumour peptides elicit protective and therapeutic antitumour immunity. Nat Med. 1, 1297-1302 (1995).
  23. Dhodapkar, M. V., et al. Rapid generation of broad T-cell immunity in humans after a single injection of mature dendritic cells. J. Clin. Invest. 104, 173-180 (1999).
  24. Schuler-Thurner, B., et al. Rapid induction of tumor-specific type 1 T helper cells in metastatic melanoma patients by vaccination with mature, cryopreserved, peptide-loaded monocyte-derived dendritic cells. J. Exp. Med. 195, 1279-1288 (2002).

Play Video

Cite This Article
Sabado, R. L., Miller, E., Spadaccia, M., Vengco, I., Hasan, F., Bhardwaj, N. Preparation of Tumor Antigen-loaded Mature Dendritic Cells for Immunotherapy. J. Vis. Exp. (78), e50085, doi:10.3791/50085 (2013).

View Video