Orientamenti sono presentati per la generazione di antigene artificiale assassino cellule presentanti, KaAPC, uno strumento efficace per deplezione in vitro di cellule T antigene-specifiche umani e una soluzione alternativa per immunoterapia cellulare per il trattamento delle malattie autoimmuni mediate da cellule T in un antigene modo specifico senza compromettere il sistema immunitario rimanente.
Attuale trattamento di cellule T malattie autoimmuni mediate si basa principalmente su strategie di immunosoppressione globale, che, a lungo termine, è accompagnato da effetti collaterali negativi, come una ridotta capacità di controllare le infezioni o tumori. Pertanto, nuovi approcci devono essere sviluppati che colpiscono le cellule solo la malattia di mediazione e lasciare il sistema immunitario rimasta intatta. Negli ultimi dieci anni una varietà di strategie di immunoterapia a base di cellule di modulare sono stati sviluppati cellulari mediata risposte immunitarie T. La maggior parte di questi approcci si basano su cellule presentanti l'antigene-tolleranza indurre (APC). Tuttavia, oltre ad essere tecnicamente difficile e ingombrante, tali approcci basati su cellule sono molto sensibili alle risposte delle cellule T citotossici, che limita la loro capacità terapeutica. Qui vi presentiamo un protocollo per la generazione di cellule presentanti l'antigene artificiali non cellulari killer (KaAPC), che consente la deplezione di cellule T patologiche lasciando la risistema immunitario rimanente intatta e funzionale. KaAPC è una soluzione alternativa per l'immunoterapia cellulare che ha il potenziale per il trattamento di malattie autoimmuni e rigetto allogenico regolando indesiderati risposte delle cellule T in modo specifico antigene.
Negli ultimi due decenni sono stati compiuti molti progressi nella comprensione dei meccanismi patogenetici delle malattie autoimmuni. Tuttavia, i trattamenti più comuni si basano ancora su corticosteroidi e farmaci immunosoppressori, come analoghi delle purine, agenti alchilanti e inibitori della calcineurina 1. L'uso di tali farmaci ha notevolmente migliorato la prognosi dei pazienti, ma il trattamento non fornire una cura della disfunzione immunologica sottostante. Inoltre, i pazienti diventano vulnerabili alle infezioni e allo sviluppo del cancro.
Quindi l'obiettivo finale per il trattamento delle cellule T malattie autoimmuni mediate e rigetto è quello di indirizzare specificamente unica malattia che causa le cellule T, mentre, allo stesso tempo, lasciando il sistema immunitario rimanente intatto e competente a combattere i disturbi immunologici. Utilizzando cellule presentanti l'antigene (APC) come trattamento per sopprimere le risposte delle cellule T periferiche è stato descritto già nel1970 da diversi gruppi. Dal momento che sono stati sviluppati poi molti approcci basati su celle (rivisto in Schütz et al. 2). Strategie che usano-FasL esprimono killer-APC come cellule immunomodulanti hanno mostrato risultati promettenti che indicano potenziale terapeutico per il trattamento di autoimmunità, rigetto e le infezioni croniche. Tuttavia, ci sono delle limitazioni significative con le strategie che utilizzano FasL Killer-APC che hanno in ultima analisi, limitato la loro applicabilità clinica; (I) la generazione o l'isolamento di APC è tempo, lavoro e dispendiosa (ii) pazienti affetti da citopenia causa immunosoppressione fornire quantità limitate e la qualità delle cellule (iii) il rivestimento o trasduzione di APC con apoptosi inducendo segnali quali risultati FasL a altamente fenotipi variabili e (iv) Killer-APC sono sensibili citotossica funzioni effettrici delle cellule T di conseguenza riducendo il loro potenziale terapeutico. Pertanto, è difficile garantire una riproducibile Killer-APC feno definitatipo che può essere utilizzato per la modulazione antigene-specifica delle risposte delle cellule T in vivo.
Sulla base del nostro lavoro precedente con FasL esprimono Killer-APC 3-5 e cellule presentanti l'antigene artificiali (AAPC 6,7) abbiamo sviluppato un approccio basato tallone-(KaAPC) per l'inibizione antigene-specifica o l'eliminazione di cellule auto-reattive T in vitro. KaAPC costituiti da un dimero HLA-A2-Ig (segnale 1) e un anti-Fas mAb (segnale inducendo apoptosi) covalentemente immobilizzato su una superficie di una perlina paramagnetico lattice 4,5 micron. Essi riducono cellule T antigene-specifiche in un Fas / FasL modo mediato da colture di cellule T di molteplici specificità in maniera antigene-specifica e indipendente l'attivazione indotta morte cellulare (AICD) percorso. Dose dipendente apoptosi nelle cellule T bersaglio è indotta rapidamente già dopo 30 min 8.
KaAPC può essere facilmente generata in modo controllato garantire un definito al largo della phenot scaffaleipo e superare la maggior parte delle carenze di strategie di deplezione delle cellule based. Di conseguenza, KaAPC visualizzare un grande potenziale per il trattamento di cellule T malattie autoimmuni mediate e rigetto, avanzando il campo di cellule T specifiche strategie di trattamento.
La fase più critica del protocollo è quello di garantire il corretto rapporto di segnale 1 (peptide MHC) e il segnale 2 (anti-Fas mAb). Abbiamo effettuato esperimenti di titolazione intensivi per definire il rapporto ideale per il segnale 1 e 2; divenne evidente che minime variazioni dovute a differenze nel dimero HLA-A2 Ig o concentrazioni di anti-Fas mAb possono interferire con la funzionalità del KaAPC. Pertanto, la concentrazione di entrambi i segnali deve essere sempre verificata e qualità di entrambe le proteine devono essere frequentemente testato anche se è stato ordinato da una fonte commerciale. Inoltre, le concentrazioni devono sempre essere determinati dallo stesso dosaggio come diversi saggi di rilevamento potrebbero risultare in diverse concentrazioni. Funzionalità del HLA-A2-Ig può essere compromessa a causa di ripiegamento incompleta e / o inefficiente peptide carico. Inoltre le molecole dimero possono aggregare a diversi gradi, che possono influire sulla attività funzionale della proteina. Pertanto, l'actuAl quantità di dimero necessaria per la generazione di un KaAPC funzionale e specifiche possono variare. Inoltre, abbiamo trovato che la gamma ideale per la morte indurre segnale anti-Fas mAb on KaAPC è estremamente stretto. Nelle nostre mani importi superiori 3.64 mcg / ml portare a non specifico uccisione di cellule T positive Fas mentre importi inferiori a 3,64 mg / ml hanno determinato una ridotta attività omicidio-dosi a seconda. Mentre queste condizioni sembrano piuttosto stretto, attenzione a questi dettagli comporterà la generazione di un KaAPC funzionale e specifico.
Mentre l'attuale fenotipo KaAPC è funzionale per la deplezione delle cellule T attivate antigene-specifiche, esperimenti iniziali di targeting di cellule T antigene-specifiche naïve o di riposo dimostrato alcuna significativa induzione di apoptosi antigene-specifica come queste popolazioni hanno ridotto l'espressione Fas. Pertanto, si potrebbe prevedere l'aggiunta di un segnale co-stimolatorio sulla KaAPC per indurre la up-regolazione di Fas su cellule T quiescenti per farli girarein un obiettivo per il KaAPC. Mentre questo è fattibile tutti e tre i segnali dovranno essere accuratamente titolata a garantire un funzionale KaAPC fenotipo.
Regolazione della piattaforma tallone per una matrice biocompatibile e biodegradabile rafforzerà KaAPC di applicabilità vivo. Recentemente, Shen et al. Hanno riportato il successo nell'uso vivo di KaAPC utilizzando perline 5 micron di lattice coniugate ad anti-Fas (clone Jo2) e anti-His / H2-K b -TRP2 11. Siamo stati in grado di dimostrare che il concetto generale di cellule presentanti l'antigene artificiali (AAPC) può essere trasferito con successo da micron dimensionata per particelle di dimensioni 12 nm e che la funzionalità è influenzata dalla geometria della particella 13. Quindi, variando la dimensione e / o forma del futuro KaAPC disegni si potrebbe essere in grado di influire sulla funzionalità in vivo e bio-distribuzione, che potrebbe essere fondamentale per il successo del trattamento di specifiche malattie autoimmuni organo.
<p class = "jove_content"> KaAPC superare le gravi carenze delle strategie di deplezione delle cellule basato come un facile da usare "off the shelf", il tempo e l'approccio efficiente costo che è indipendente dalla condizione di donatore e pre-trattamento. KaAPC non sono obiettivi di autoregolamentazione o di uccisione di segnalazione paracrina e non sensibile alle funzioni effettrici citolitiche di CTL. KaAPC richiederà l'identificazione dell'antigene malattia in questione e si basano sul loro tipo HLA specifico. Mentre attualmente numerosi antigeni HLA-A2 ristretti adatti per il diabete di tipo 1, GvHD e multipli di sclerosi sono stati identificati 2, lo sviluppo di ulteriori HLA di classe I dimero molecole così come la continua identificazione di nuovi antigeni rilevanti autoimmuni aumenterà ulteriormente e ampliare l'applicabilità di KaAPC. Inoltre si potrebbe pensare di utilizzare KaAPC diretta a diversi epitopi di indirizzare antigeni multipli contemporaneamente.In sintesi, KaAPC rappresentano una tecnologia di piattaforma flessibile per unaspecifica-tigen deplezione delle cellule T. La loro natura "lego-like" permette l'inserimento di nuovi segnali, come i segnali co-stimolatori o inibitori aggiuntive come PD1 o TRAIL su varie matrici, che potrebbe ampliare e migliorare la loro successiva in vitro e in vivo applicabilità. Noi qui presentiamo il protocollo step-by-step per generare KaAPC, l'approccio basato primo tallone per l'eliminazione delle cellule T antigene-specifiche da miscele di cellule T con differenti specificità.
Figura 3 KaAPC eliminare CTL in modo specifico per l'antigene PKH26-etichettato attivato Fas + CTL effettori-memoria e PKH67-etichettato CMVpp65-specifici CTL dallo stesso donatore sono stati mescolati a un 1:. Rapporto 1 e co-coltura con CMVpp65 KaAPC per 48 h. Colture di controllo sono stati trattati con scarico KaAPC, o 1 mg / mldi solubili anti-Fas-monoclonale (clone CH11). Minima perdita di cellule vitali è stata determinata in colture non trattate miste CTL (T mix). Sono mostrati i dati FACS originali per ogni popolazione CTL del mix T. L'analisi di apoptosi è stata eseguita come precedentemente pubblicato da gating separato su entrambi popolazioni di cellule T 10. I numeri raffigurati nei quadranti superiori di sinistra rappresenta% delle cellule totali. La figura illustra deriva da un esperimento rappresentativo di tre esperimenti indipendenti. Questa ricerca è stata originariamente pubblicata nel sangue. . Schütz, C. et al Killer cellule presentanti l'antigene artificiale: una nuova strategia per eliminare le cellule T specifiche Sangue.. 2008; 111, 3546-52. Copyright della Società Americana di Ematologia. Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.
The authors have nothing to disclose.
Questo lavoro è stato sostenuto dalla Fondazione tedesca per la ricerca (DFG) SCHU-2681 / 1-1 (CS) e KFO 146 (MF), il Dipartimento della Difesa DOD sovvenzione PC 040.972 (MO) e l'Istituto Nazionale della Sanità concede RO1 CA108835 , RO1 Ai44129 (JPS)
Name | Company | Cat # | Comments |
PBS | Corning | 21-040-CV | |
human AB serum | Atlanta biologicals | S40110 | |
EDTA | Sigma/Aldrich | E5134 | |
sodium azide | Sigma/Aldrich | 71289 | |
M-450 epoxybeads | Invitrogen/Dynal | 14011 | |
MPC-1 magnet | Invitrogen/Dynal | 12001D | |
screw top glass vial | Fisher Scientific | 03-338AA | |
MACSmix Tube Rotator | Miltenyi | 130-090-753 | |
anti-CD95 (clone CH11) | Milliore | 05-201 | |
HLA-A2-Ig dimer | BD/Pharmingen | 551263 | |
Cryo-tube 2ml | Corning | 430488 | |
anti-mouse IgG1 PE | BD/Pharmingen | 559320 | |
anti-mouse IgM FITC | BD/Pharmingen | 553408 | |
sodium chloride | Merck | S271-3 | |
calcium chloride | Sigma/Aldrich | C5080 | |
HEPES | cellgro/Mediatech | 25-060-CI | |
RPMI | gibco/life technologies | 11875-085 | |
96well round bottom plate | Falcon | 353077 | |
AnnexinV FITC | PromoKine | PK-CA577-1001-1000 | |
7-AAD | BD/Pharmingen | 51-68981E | |
FACS tubes | Falcon | 352008 |