Richtlijnen gepresenteerd voor het genereren van killer kunstmatige antigeenpresenterende cellen, KaAPC, een efficiënt hulpmiddel voor in vitro depletie van humane antigeen-specifieke T-cellen en een alternatieve oplossing voor cellulaire immunotherapie voor de behandeling van T-cel gemedieerde auto-immuunziekten in een antigen specifieke manier, zonder afbreuk te doen aan de resterende immuunsysteem.
Voor behandeling van T-cel gemedieerde auto-immuunziekten berust grotendeels over strategieën globale immunosuppressie, die op lange termijn gaat gepaard met nadelige bijwerkingen zoals een verminderd vermogen om infecties en maligniteiten regelen. Daarom moeten nieuwe benaderingen worden ontwikkeld dat alleen de ziekte mediëren doelcellen en laat de resterende immuunsysteem intact. In het afgelopen decennium verschillende celtherapie strategieën moduleren T cel gemedieerde immuun responsen ontwikkeld. De meeste van deze benaderingen afhankelijk tolerantie inducerend antigeen presenterende cellen (APC). Echter, naast het technisch moeilijk en omslachtig, zoals celgebaseerde benaderingen zijn zeer gevoelig voor cytotoxische T-cel responsen, die hun therapeutische capaciteit beperkt. Hier presenteren we een protocol voor het genereren van niet-cellulaire killer kunstmatige antigeenpresenterende cellen (KaAPC), waardoor voor de uitputting van pathologische T-cellen terwijl de reresterende immuunsysteem onaangeroerd en functioneel. KaAPC een alternatieve oplossing voor cellulaire immunotherapie die potentieel voor het behandelen van auto-immuunziekten en allotransplantaatafstotingen door het reguleren van ongewenste T-cel responsen in een antigeen-specifieke wijze heeft.
In de afgelopen twee decennia veel vooruitgang geboekt in het begrijpen van de pathogene mechanismen van auto-immuunziekten. Echter, de meest voorkomende behandelingen nog steeds afhankelijk corticosteroïden en immunosuppressiva zoals purine analogen, alkyleringsmiddelen en calcineurineremmers 1. Het gebruik van dergelijke geneesmiddelen is sterk verbeterd de prognose voor patiënten, maar de behandeling geeft geen genezing van de onderliggende immunologische defect. Veel patiënten kwetsbaar voor infecties en de ontwikkeling van kanker.
Vandaar het uiteindelijke doel voor de behandeling van T-cel gemedieerde auto-immuunziekten en transplantaatafstoting is specifiek te richten enige ziekte veroorzaken T-cellen terwijl tegelijkertijd, waardoor het resterende immuunsysteem intacte en bevoegd immunologische aandoeningen te bestrijden. Gebruik makend van antigenpresenterende cellen (APC) als behandeling van perifere T-cel responsen onderdrukt werd eerst beschreven al1970 door verscheidene groepen. Sindsdien hebben vele cellen gebaseerde benaderingen ontwikkeld (beoordeeld in Schütz et al. 2). Strategieën door middel van-FasL uiten killer-APC als immunoregulatoire cellen toonde veelbelovende resultaten wijzen op therapeutische mogelijkheden voor de behandeling van auto-immuniteit, allograftafstoting en chronische infecties. Er zijn echter belangrijke beperkingen met behulp van strategieën FasL Killer-APC die uiteindelijk beperkt de klinische toepasbaarheid; (I) productie of isolatie van APC tijd, arbeid en kostenintensief (ii) patiënten cytopenie gevolg van immunosuppressie bieden beperkte hoeveelheden en kwaliteit van cellen (iii) coating of transductie van APC apoptose inducerende signalen zoals FasL resultaten in sterk variabele fenotypes en (iv) Killer-APC zijn gevoelig voor effectorfuncties van T-cellen dus hun therapeutisch potentieel cytotoxische verminderen. Daarom is het moeilijk om een gedefinieerde reproduceerbare Killer-APC feno garanderensoort die kan worden gebruikt voor antigeen-specifieke modulatie van T-cel responsen in vivo.
Op basis van onze eerdere werk met FasL expressie Killer-APC 3-5 en kunstmatige antigeenpresenterende cellen (AAPC) 6,7 ontwikkelden we een kraal benadering (KaAPC) voor antigeen-specifieke remming of eliminatie van autoreactieve T-cellen in vitro. KaAPC bestaan uit een HLA-A2-Ig dimeer (signaal 1) en een anti-Fas mAb (apoptose inducerende signaal) covalent geïmmobiliseerd op een oppervlak van een 4,5 urn paramagnetische latex bolletje. Ze afbrekende antigeen-specifieke T-cellen in een Fas / FasL gemedieerde wijze met T celkweken meerdere specificiteiten in een antigeen-specifieke wijze en onafhankelijk van de activering geïnduceerde celdood (AICD) pathway. Dosisafhankelijke apoptose in doelwit T-cellen snel geïnduceerd reeds na 30 min 8.
KaAPC kan eenvoudig worden gegenereerd in een gecontroleerde manier te zorgen voor een bepaald uit de kast phenotype en overwinnen meeste van de tekortkomingen van celgebaseerde depletie strategieën. Bijgevolg KaAPC tonen groot potentieel voor de behandeling van T-cel gemedieerde auto-immuunziekten en transplantaatafstoting, bevorderen het gebied van T cel specifieke behandelingsstrategieën.
De meest cruciale stap in het protocol is de geschikte verhouding van signaal 1 (peptide MHC) signaal 2 (anti-Fas mAb) waarborgen. We hebben intensief titratie-experimenten uitgevoerd om de perfecte verhouding voor signaal 1 en 2 te definiëren; bleek dat minimale verschillen als gevolg van verschillen in de HLA-A2 Ig dimeer of anti-Fas mAb concentraties kan het functioneren van de KaAPC. Aldus is de concentratie van beide signalen moeten altijd gecontroleerd en kwaliteit van beide eiwitten moet regelmatig worden getest ook al werd besteld bij een commerciële bron. Bovendien moeten de concentraties altijd worden bepaald door dezelfde test als verschillende detectie-assays kan resulteren in verschillende concentraties. Functionaliteit van het HLA-A2-Ig kan worden belemmerd door onvolledige opnieuw vouwen en / of inefficiënte peptide geladen. Bovendien kan dimeer moleculen aggregeren in verschillende mate, die van invloed kunnen op de functionele activiteit van het eiwit. Daarom is de actual dimeer nodig voor het genereren van een functioneel en specifieke KaAPC kunnen variëren. Bovendien vonden we dat het geschikt bereik voor het doodinducerend signaal anti-Fas mAb op KaAPC bijzonder krap. In onze handen grotere hoeveelheden 3,64 ug / ml tot niet-specifieke doding van Fas positieve T-cellen tijdens bedragen dan 3,64 ug / ml resulteerde in een dosis-afhankelijk verminderde dodende activiteit. Hoewel deze condities lijken heel strak wordt aandacht deze gegevens resulteren in de vorming van een functioneel en specifieke KaAPC.
Terwijl de huidige KaAPC fenotype werkt bij uitputting van geactiveerde antigeen-specifieke T-cellen, eerste experimenten gericht op naïeve of rusten antigeen-specifieke T-cellen geen significante inductie van antigeen-specifieke apoptose als deze populaties Fas expressie verminderde. Daarom zou men voor ogen het toevoegen van een co-stimulerend signaal op de KaAPC om de up-regulatie van Fas op rustende T-cellen om te zetten hen ertoein een doelstelling voor de KaAPC. Hoewel dit mogelijk is alle drie de signalen zal moeten zorgvuldig worden getitreerd om een functionele KaAPC fenotype zorgen.
Aanpassen kraal platform een biocompatibele of biologisch afbreekbare matrix KaAPC verbeteren in vivo toepassing. Onlangs, Shen et al. Hebben gemeld succesvolle in vivo gebruik van KaAPC gebruik 5 urn latex beads geconjugeerd anti-Fas (Jo2 kloon) en anti-His / H2-K b -TRP2 11. We hebben kunnen aantonen dat het algemene concept van kunstmatige antigeen-presenterende cellen (AAPC) met succes kan worden overgedragen van micrometer bemeten nm deeltjes 12 en dat de functionaliteit wordt beïnvloed door deeltje geometrie 13 geweest. Aldus, door het variëren van de grootte en / of vorm van toekomstige KaAPC ontwerp zou men kunnen invloed hebben op de in vivo functionaliteit en bio-distributie, die essentieel voor een succesvolle behandeling van orgaanspecifieke autoimmuunziekten zijn.
<p class = "jove_content"> KaAPC overwinnen van de grote tekortkomingen van cellen gebaseerde uitputting strategieën als een makkelijk te gebruiken "van de plank", tijd en kosten efficiënte aanpak, die onafhankelijk is van de donor conditie en voorbehandeling. KaAPC zijn geen doelstellingen van zichzelf of paracrine doden signalering en niet gevoelig zijn voor cytolytische effector functies van CTL. KaAPC zal de identificatie van de desbetreffende ziekte antigeen nodig hebben en vertrouwen op hun specifieke HLA-type. Terwijl nog talrijke geschikte HLA-A2 beperkte antigenen van type 1 diabetes, zijn GvHD en multiples sclerose geïdentificeerd 2, ontwikkeling van aanvullende HLA klasse I moleculen dimeer en de voortdurende identificatie van nieuwe auto relevante antigenen verder verhogen en verbreden van de toepasbaarheid van KaAPC. Verder kan gedacht worden aan gebruik KaAPC tegen verschillende epitopen van meerdere antigenen tegelijkertijd richten.Samengevat, KaAPC vormen een flexibel platform technologie voortigen-specifieke T-cel depletie. Hun "lego-achtige" karakter maakt de opname van nieuwe signalen zoals aanvullende co-stimulerende of remmende signalen zoals PD1 of TRAIL op diverse matrices, die kunnen verbreden en versterken de daaropvolgende in vitro en in vivo toepassing. We presenteren hier de protocol stap voor stap KaAPC, de eerste parel gebaseerde benadering voor het voorkomen van antigeen-specifieke T-cellen van T cel mengsels met verschillende specificiteiten te genereren.
Figuur 3 KaAPC elimineren CTL in een antigeen-specifieke wijze PKH26-gemerkte Fas + geactiveerde effector-geheugen CTL en PKH67-gemerkte CMVpp65-specifieke CTL uit dezelfde donor werden gemengd in een 1:. 1 verhouding en co-gekweekt met CMVpp65 KaAPC gedurende 48 uur. Controle kweken werden behandeld met gelost KaAPC of 1 ug / mlvan oplosbare anti-Fas-mAb (kloon CH11). Minimaal verlies van levensvatbare cellen werd bepaald onbehandeld ongesorteerd CTL kweken (T mix). Originele FACS data voor elk CTL bevolking van de T mix worden getoond. Analyse van apoptose werd uitgevoerd zoals eerder door afzonderlijke gating gepubliceerd op beide T-celpopulaties 10. Getallen afgebeeld in de linker kwadrant vertegenwoordigt% van de totale cellen. De illustreren cijfer wordt verkregen ve representatief experiment uit drie onafhankelijke experimenten. Dit onderzoek werd oorspronkelijk gepubliceerd in Blood. . Schütz, C. c.s. Killer kunstmatige antigeenpresenterende cellen: een nieuwe strategie voor specifieke T-cellen te verwijderen Blood.. 2008; 111, 3546-52. Copyright van de American Society of Hematology. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.
The authors have nothing to disclose.
Dit werk werd ondersteund door de Duitse Research Foundation (DFG) SCHU-2681 / 1-1 (CS) en KFO 146 (MF), de DOD ministerie van Defensie subsidie PC 040.972 (MO) en het National Institute of Health verleent 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 |