Automatisierte Zellanreicherung des Cytomegalovirus-spezifischen T-Zellen für die klinische Anwendung mit der Zytokin-Capture-System
Summary
The goal of this protocol is to manufacture pathogen-specific clinical-grade T cells using a bench-top, automated, second generation cell enrichment device that incorporates a closed cytokine capture system and does not require dedicated staff or use of a GMP facility. The cytomegalovirus pp65-specific-T cells generated can be directly administered to patients.
Abstract
Der adoptive Transfer von Pathogen-spezifische T-Zellen können verwendet werden zur Vorbeugung und Behandlung opportunistischer Infektionen, wie Cytomegalievirus (CMV) nach allogener hämatopoetischer Stammzelltransplantation auftritt. Viral-spezifischen T-Zellen von allogenen Spendern, einschließlich Dritter Spender kann ex vivo vermehrt werden in Übereinstimmung mit den geltenden Guten Herstellungspraxis (cGMP) und beschäftigt wiederholte Runden von Antigen-angetriebenen Stimulation, um die gewünschten T-Zellen selektiv zu verbreiten. Die Identifizierung und Isolierung von Antigen-spezifischen T-Zellen kann auch auf der Grundlage der Zytokin-Capture-System der T-Zellen, die aktiviert wurden, um gamma-Interferon (IFN-γ) sekretieren vorgenommen werden. Doch weit verbreiteten Menschen Anwendung der Zytokin-Capture-System (CCS) zur Wiederherstellung der Immunität wurde begrenzt, wie der Produktionsprozess ist zeitaufwendig und erfordert einen erfahrenen Bediener. Die Entwicklung einer zweiten Generation Zellanreicherung Vorrichtung wie CliniMACS Prodigy jetztermöglicht Ermittler viral-spezifischen T-Zellen unter Verwendung eines automatisierten, weniger arbeitsintensiv System zu erzeugen. Diese Vorrichtung trennt magnetisch von unmarkierten Zellen durch magnetische Zellsortierung Technologie klinischem Produkte erzeugen markierten Zellen wird als ein geschlossenes System konstruiert und zugegriffen werden kann und gegen die Arbeitsfläche betrieben werden. Wir demonstrieren die Funktionsweise dieser neuen automatisierten Zellanreicherungsvorrichtung zur CMV pp65-spezifischen T-Zellen, die aus einer stationären Apherese Produkt von einem CMV-seropositiven Spender erhalten erhalten herzustellen. Diese isolierten T-Zellen können dann direkt in einen Patienten unter institutionellen und bundesstaatlichen Regulierungsaufsicht infundiert werden. Alle Bio-Verarbeitungsschritten einschließlich der Entfernung der roten Blutkörperchen, die Stimulation von T-Zellen, die Trennung von Antigen-spezifischen T-Zellen, Reinigung und Waschen sind voll automatisiert. Geräte wie dies die Möglichkeit, dass T-Zellen für die Anwendung beim Menschen kann außerhalb gewidmet guten Herstellungspraxis (GMP hergestellt werden) Einrichtungen und stattdessen in Blutbanken Einrichtungen, in denen Mitarbeiter können automatisierte Protokolle überwachen, um mehrere zu produzieren werden.
Introduction
Hämatopoetischen Stammzelltransplantation (HSCT) 1 kann mit Adoptiv-T-Zell-Therapie kombiniert werden, um Graft-versus-Tumor-Wirkung zu verbessern und Immunität gegen opportunistische Infektionen 2 bereitzustellen. Erzeugung von Antigen-spezifischen Spender abgeleiteten T-Zellen für die Infusion hat historisch erforderlichen Fachkräfte und die Verwendung von spezialisierten Einrichtungen, die GMP-konform sind. Die Lieferung solcher T-Zellen wurde in der Entschließung des opportunistischen Infektionen 3 sowie Behandlung der zugrunde liegenden malignen 4 geführt. Vor kurzem haben Forscher gezeigt, dass der adoptive Transfer von nur wenigen tausend Virus-spezifischen T-Zellen (~ 1 x 10 4 bis 2,5 x 10 5 Zellen / kg Körpergewicht des Empfängers) opportunistische CMV Infektionen nach alloHSZT 5-9 erfolgreich zu behandeln. Eine begrenzte Anzahl von GMP-Anlagen mit zugehörigen Fachfertigungsanforderungen und der hohen Kosten, die mit der Zellproduktion assoziiert hat jedoch restricted Patienten den Zugang zu vielversprechenden T-Zelltherapien 10. Ein Ansatz zum Isolieren von antigenspezifischen T-Zellen basiert auf den CCS Verwendung eines bispezifischen Reagenzes an CD45 und IFN-γ erkennt beruht. Wie gezeigt ist, kann diese Methode verwendet werden, um klinische Studien zu CMV-spezifische T-Zellen unter Verwendung eines automatisierten Zellanreicherung CCS Einrichtung (1B) zu erzeugen.
CMV-spezifische T-Zellen werden durch Inkubation von überlappenden Peptiden von CMV pp65 Antigens mit Leukapherese Gesamtkernzellen (TNC) von CMV-seropositiven Spendern erzeugt. Diese Peptide im Kontext von Human-Leukozyten-Antigen (HLA) angezeigt wird, aktivieren die CMV pp65-spezifischen T-Zellen innerhalb der TNC zu IFN-γ sezernieren. Diese T-Zellen können dann "eingefangen" werden und magnetisch getrennt. Der Betrieb der ersten Generation Zellanreicherungseinrichtung (1A) unter GMP-Bedingungen erforderliche Personal Mann Zellkultur, und die Koordination der Mitarbeiter, um die Mehrfach s verpflichtenTEPs notwendig, eine "eingefangen" Produkt zu erzeugen.
Das Verfahren in der Regel erforderlich, 10 bis 12 h Dauerbetrieb, und damit Personal wahrscheinlich benötigen, um mehr als zwei Schichten in der GMP-Anlage zu arbeiten. Diese Beschränkungen werden nun durch die Durchführung einer zweiten Erzeugungsvorrichtung (in 1B gezeigt) vermieden. Diese Vorrichtung übernimmt magnetische Anreicherung, ähnlich zu der ersten Erzeugungseinrichtung, aber automatisiert andere Aspekte der CCS in einem unbreached Ansatzes. Dies reduziert die Belastung für die GMP-Team als die meisten Schritte können unbeaufsichtigt von Mitarbeitern durchgeführt werden. Da ferner die Vorrichtung arbeitet als geschlossenes System, können die Antigen-spezifischen T-Zellen, aufgenommen und gegen die Arbeitsfläche mit Ausnahme der Schritte in Leukapherese Isolierung und Herstellung von Materialien vor dem Starten des Instruments eingebundenen verarbeitet werden. Details des kompletten Instrumentierung und Funktionalität dieser zweiten Generation Zellanreicherungsvorrichtung wurden published 11.
Hier beschreiben wir die Schritte zum CMV pp65-spezifischen T-Zellen aus einer stationären Aphereseprodukt Verwendung des automatischen Zellanreicherung CCS-System anzureichern. Nachdem sie isoliert wurde, kann diese CMV-spezifische T-Zellen sofort in einen Patienten infundiert werden.
Protocol
Representative Results
Discussion
Adoptive T-Zell-Therapie hat sich als praktikable Option, um B-Zell-Malignitäten 4 Behandlung entstanden. Sein therapeutisches Potential ist abhängig von der Infusion der gewünschten Anzahl von Ziel-Antigen spezifischen T-Zellen, die replikative Seneszenz 2 fehlt. Dies kann durch Aussortieren eine reine Population von Antigen-spezifischen T-Zellen aus expandierten T-Zellen in Übereinstimmung mit den geltenden guten Herstellungspraxis erreicht werden kann. Zwei Sortierverfahren sind weit verbrei…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We thank Miltenyi Biotec, Germany for providing reagents and CliniMACS Prodigy equipment for evaluation studies. We thank George T. McNamara (Pediatric department, MD Anderson Cancer Center) for proof reading the manuscript. Grant support: Cancer Center Core Grant (CA16672); RO1 (CA124782, CA120956, CA141303; CA141303); R33 (CA116127); P01 (CA148600); Burroughs Wellcome Fund; Cancer Prevention and Research Institute of Texas; CLL Global Research Foundation; Estate of Noelan L. Bibler; Gillson Longenbaugh Foundation; Harry T. Mangurian, Jr., Fund for Leukemia Immunotherapy; Institute of Personalized Cancer Therapy; Leukemia and Lymphoma Society; Lymphoma Research Foundation; MDACC’s Sister Institution Network Fund; Miller Foundation; Mr. Herb Simons; Mr. and Mrs. Joe H. Scales; Mr. Thomas Scott; National Foundation for Cancer Research; Pediatric Cancer Research Foundation; William Lawrence and Blanche Hughes Children’s Foundation.
Materials
| CliniMACS PBS/EDTA Buffer 3 L bag | Miltenyi Biotec GmbH | 700-29 | |
| CliniMACS Prodigy Tubing Set TS 500 | Miltenyi Biotec GmbH | 130-097-182 | |
| 5 L waste bag | Miltenyi Biotec GmbH | 110-004-067 | |
| CliniMACS Cytokine Capture System (IFN-gamma) | Miltenyi Biotec GmbH | 279-01 | |
| Albumin (Human) 25% | Grifols | 58516-5216-2 | |
| Luer/Spike Interconnector | Miltenyi Biotec GmbH | 130-018-701 | |
| 0.9 % NaCl Solution (1 L) | Miltenyi Biotec GmbH | ||
| MACS GMP PepTivator HCMV pp65 | Miltenyi Biotec GmbH | 170-076-109 | |
| Water for injections | Hospira, inc, Lake Forest, IL | NDC-0409-4887-10 | |
| MILLEX GV Filter Unit 0.22 μm | Millipore | SLGV033RB | |
| TexMACS GMP Medium 2 L bag | Miltenyi Biotec GmbH | 170-076-306 | |
| Transfer Bag, 150 mL (for cellular starting material) | Miltenyi Biotec GmbH | 130-018-301 | |
| CryoMACS Freezing Bag 50 | Miltenyi Biotec GmbH | 200-074-400 | |
| 60 mL Syringes, sterile | BD, Laagstraat, Temse, Belgium | 309653 | |
| CMV sero positive apheresis product | Key Biologics, LLC, Memphis | ||
| Flow Cytometry Materials | Manufacturer | Catalog number | |
| AB Serum, GemCell | Gemini Bio-Products, West Sacramento, USA | 100-512 | |
| CD3-FITC | Miltenyi Biotec GmbH | 130-080-401 | |
| CD4-APC | Miltenyi Biotec GmbH | 130-098-033 | |
| CD8-APC-Vio770 | Miltenyi Biotec GmbH | 130-098-065 | |
| CD14-PerCP | Miltenyi Biotec GmbH | 130-098-072 | |
| CD20-PerCP | Miltenyi Biotec GmbH | 130-098-077 | |
| CD45-VioBlue | Miltenyi Biotec GmbH | 130-098-136 | |
| aIFN-γ-PE, human | Miltenyi Biotec GmbH | 130-097-940 | |
| CD3-PE | Miltenyi Biotec GmbH | 130-091-374 | |
| Propidium Iodide Solution (100 µg/mL) | Miltenyi Biotec GmbH | 130-093-233 | |
| Equipment | Manufacturer | Catalog Number | |
| CliniMACS Prodigy Device | Miltenyi Biotec GmbH | 200-075-301 | |
| Software V1.0.0.RC | |||
| MACSQuant Analyzer 10 | Miltenyi Biotec GmbH | 130-096-343 | |
| Software 2.4 | |||
| Centrifuge 5415R | Eppendorf AG | 22331 | |
| Cellometer K2 | Nexelom Bioscience, Lawrence, MA | LB-001-0016 | |
| Sterile tubing welder SCDIIB | Terumo Medical Corp., Elkton, MA | 7811 |
References
- Syed, B. A., Evans, J. B. From the Analyst’s Couch Stem Cell Therapy Market. Nat Rev Drug Discov. 12 (3), 185-186 (2013).
- Maus, M. V., et al. Adoptive Immunotherapy for Cancer or Viruses. Annu Rev Immunol. 32, 189-225 (2014).
- Kumaresan, P. R., et al. Bioengineering T cells to target carbohydrate to treat opportunistic fungal infection. Proc Natl Acad Sci U S A. 111 (29), 10660-10665 (2014).
- Singh, H., et al. Redirecting specificity of T-cell populations for CD19 using the Sleeping Beauty system. Cancer Res. 68 (8), 2961-2971 (2008).
- Kumaresan, P. R., et al. Automating the manufacture of clinically appealing designer T cells. Treatment Strategies-BMT. (1), 55-59 (2014).
- Einsele, H., et al. Adoptive transfer of CMVpp65-peptide loaded DCs to improve CMV-specific T cell reconstitution following allogeneic stem cell transplantation. Blood. 100 (11), 214a-214a (2002).
- Blyth, E., et al. Donor-derived CMV-specific T cells reduce the requirement for CMV-directed pharmacotherapy after allogeneic stem cell transplantation. Blood. 121 (18), 3745-3758 (2013).
- Gerdemann, U., et al. Safety and clinical efficacy of rapidly-generated trivirus-directed T cells as treatment for adenovirus, EBV, and CMV infections after allogeneic hematopoietic stem cell transplant. Mol Ther. 21 (11), 2113-2121 (2013).
- Meij, P., et al. Effective treatment of refractory CMV reactivation after allogeneic stem cell transplantation with in vitro-generated CMV pp65-specific CD8+ T-cell lines. J Immunother. 35 (8), 621-628 (2012).
- Lee Buckler, J. Enal Razvi,. Rise of Cell-Based Immunotherapy : Personalized Medicine Takes Next Step Forward. Genetic Engineering & Biotechnology News. 33 (5), 12-13 (2013).
- Apel, M., et al. Integrated Clinical Scale Manufacturing System for Cellular Products Derived by Magnetic Cell Separation, Centrifugation and Cell Culture. Chem-Ing-Tech. 85 (1-2), 103-110 (2013).
- Brestrich, G., et al. Adoptive T-Cell Therapy of a Lung Transplanted Patient with Severe CMV Disease and Resistance to Antiviral Therapy. Am J Transplant. 9 (7), 1679-1684 (2009).
- Feuchtinger, T., et al. Clinical grade generation of hexon-specific T cells for adoptive T-cell transfer as a treatment of adenovirus infection after allogeneic stem cell transplantation. J Immunother. 31 (2), 199-206 (2008).
- Peggs, K. S., et al. Directly selected cytomegalovirus-reactive donor T cells confer rapid and safe systemic reconstitution of virus-specific immunity following stem cell transplantation. Clin Infect Dis. 52 (1), 49-57 (2011).
- Tischer, S., et al. Rapid generation of clinical-grade antiviral T cells: selection of suitable T-cell donors and GMP-compliant manufacturing of antiviral T cells. Journal of Translational Medicine. 12 (1), 336 (2014).
- Svahn, B. M., Remberger, M., Alvin, O., Karlsson, H., Ringden, O. Increased Costs after Allogeneic Haematopoietic Sct Are Associated with Major Complications and Re-Transplantation. Biol Blood Marrow Transplant. 18 (2), S339-S339 (2012).
- Leen, A. M., et al. Multicenter study of banked third-party virus-specific T cells to treat severe viral infections after hematopoietic stem cell transplantation. Blood. 121 (26), 5113-5123 (2013).
