ここでは、抗腫瘍 T 細胞の活動の表現型および機能解析を可能にする T 細胞を腫瘍をターゲットとした再帰的に挑戦、体外培養法について述べる。
キメラ抗原受容体 (車) T 細胞療法の分野を改善車設計、遺伝子工学的アプローチおよび製造の最適化を進めます。しかし、これらの開発努力のための 1 つの課題はしっかり体内治療成功のための最適な車 T 細胞製品の選択を知らせることができる試験管内アッセイの確立をされています。標準的な体外腫瘍溶解アッセイは、比較的短い培養時間と腫瘍比高の T 細胞による車の T 細胞の本当の抗腫瘍性潜在性を反映するようにしばしば失敗します。ここでは、高い腫瘍のセルの負荷の可能性を殺す車 T 細胞再帰を評価する体外培養法について述べる。この試金、長期的な細胞傷害性機能車 T 細胞の増殖能力が検討体外 7 日間培養一日おきに投与追加腫瘍ターゲットを持つ。この試金プロファイリングの T 細胞の活性化、疲労、メモリ表現型と組み合わせて利用できます。この試金を使用して、我々 は正常に CD4 の機能と表現型の違いを区別して+および CD8 神経膠芽腫に対する+車 T 細胞 (GBM) 細胞、同所性同種でその差分生体内で抗腫瘍活性を反映して異種移植モデル。このメソッドは、車の T 細胞の効力を評価するために、車の T 細胞の異なる製品間での機能のバリエーションを明らかにする安易なアプローチを提供します。
キメラ抗原受容体 (車) を用いた免疫療法-設計された T 細胞は、B 細胞悪性腫瘍1,2,3,4, 他の腫瘍を対象の可能性の中から有望な結果を見ています。厳密な調査5,6,7下を続けています。素晴らしい進歩車構築、製造プロセスと患者の事前投与レジメン6,7、8を最適化するためには、合成生物学のアプローチは増加すると予想、永続性、安全性と腫瘍特異性9,10。しかし、難しく、適切な臨床的翻訳のための最良の選択をガイドするために車の T 細胞の治療の可能性を評価するために労働集約的だった。ベアリング車 T 細胞の抗腫瘍効果の検討方法と滴定されたセル用量11,12時に比べてという腫瘍免疫不全マウスにおける車 T 細胞機能を評価するため、これまで最も確立されたモデル,13,14,15. これらの生体内でのマウスの研究は手間と時間がかかり、スクリーニングのパラメーター数が多い場合は特に。さらに、生体内での研究は、マウス系統、動物医療と動物処理技術のアクセシビリティによって拘束することができます。したがって、これらの T 細胞の生体内での抗腫瘍機能も忠実に反映するエフェクター活性の迅速な読み出しを可能にするより便利な試験管内アッセイを開発する必要があります。
T 細胞の生体外の細胞毒性を決定する従来の方法は、脱顆粒反応、サイトカイン産生、放射性同位元素標識標的細胞 (すなわち、クロム リリース試金) を溶解する能力の検出に焦点を当てています。これらの試金は車の T 細胞の特異性とリダイレクトのターゲット認識の定義のために有益、彼らはしばしば改変 T 細胞12,13,16性の生体内で抗腫瘍性を反映するように失敗します。特定のケースで体外を体内の抗腫瘍機能16と逆相関示した短期的アッセイの活動を殺します。このような矛盾は枯渇17になりやすい車 T 細胞製品を区別するために使用これらの生体外の試金、従ってことができない高いエフェクター: 目標 (E:T) 率の結果が。対照的に、in vivo がん撲滅 T の間に細胞は通常対応により、複数回殺し、その後 T 細胞分化と枯渇18,19,を運転の大きな腫瘍負荷に対して20トン車による効果的な腫瘍クリアランスに対する主要な障壁の 1 つである細胞12,13です。一方、臨床反応4車 T 細胞治療患者における車 T セル拡張容量の相関が強いに対し、最も短期の in vitro における殺害アッセイまた T 細胞増殖における読み出し差分ではないを行います。したがって、適切な in vitro アッセイは T 細胞の枯渇の誘導高い腫瘍負荷の条件を要約する必要があります、T 細胞伸長の読み出しが可能になります。
ここで反復的な腫瘍の可能性について、簡単な生体外の培養アッセイを殺す車 T 細胞を評価するための戦略について述べる。異なる T 細胞エフェクター アクティビティのパラメーターは、ターゲット セル殺害、車 T セル拡張メモリまたは枯渇関連など、同時に検査することが。この分析から生成された結果は、車 T 細胞の生体内での抗腫瘍効果との相関し、車 T 細胞製品の効力を評価するために悪用することができます。プライマリ GBM 行21に対して IL13Ra2 対象車 T 細胞を評価する試金を記述する中、は、あらゆる車の T 携帯プラットフォームに容易に適合できます。
この反復的な腫瘍細胞の挑戦アッセイは、生体内で腫瘍モデルに関連付けられている高い腫瘍負荷を繰り返す体外のセットアップを使用して車 T 細胞機能効力を評価するための便利な方法を提供します。この 7 日間の試金中、車 T 細胞腫瘍チャレンジ (初期培養と再投与 x 3) の 4 つのラウンドを受ける疲れ T 細胞が強力な初期応答にもかかわらず腫瘍チャレンジに応答する能力を失う可能性があります環境を作成します。腫瘍細胞の除去と車 T 細胞伸長を表す車の T 細胞の表現型は T 細胞の活性化を示す表面や細胞内のマーカの汚損によって簡単に分析できる一方この分析から得ることができる 2 つの基本的な読み出し疲労やメモリ。この試金はまた車 T 細胞トランスクリプトーム、プロテオームまたは蛍光体プロテオーム21,26,27臨床反応を予測するために採用されている T 細胞 polyfunctionality の非バイアスの分析と結合する便利です。さらに、腫瘍細胞は、サイトカイン分泌28など T 細胞免疫に対する彼らの適応応答のテストもできます。サンプルは、複数の時点で収穫され、以来このアッセイにより静的なだけでなく、車 T 細胞挙動の動的解析のため、腫瘍細胞の過剰な数に応答するとき。
試金はエフェクター効力同じ抗原をターゲット車 T 細胞が異なるデザインの比較および/または製造工程で威力を発揮します。その CD4 を識別するためにこの試金を使用している+車 T 細胞 CD8 より優れた長期的なエフェクター機能を仲介することができた+細胞21。またその生体内での車の有効性はさらに体外トン車電池評価用反復的な腫瘍の課題を使用しての必要性を強調、このアッセイ中後時点 (D5 D7) で細胞毒性と相関を示した。糸球体基底膜細胞が標的細胞をここでの例として使用された、このアッセイは、簡単に異なる T 細胞腫瘍の組み合わせに採用される可能性が。特に、車の T 細胞の挙動は異なる抗原密度と車認識29時に順次分子でき事を調査するためのツールを提供対象となる抗原のさまざまなレベルを表現するためのエンジニア リングのがん細胞にも変更できます。したがって、このアッセイは、異なるターゲットに対して特定の車の T 細胞の活性化パターンを調べるまた悪用できます。
それは実行可能なとすべての共培養を開始する重要なターゲット セル実行可能性と車 T 細胞伸長はこの試金の 2 つの先行読み出しであるので (> 70%)腫瘍と T 細胞。再投与プロセスを実行すると、腫瘍と細胞数の不要な変更を導入することの順序で、井戸の底に T 細胞吸引メディア (手順 5.3) のアクションが邪魔しないでください。懸濁液ターゲット細胞ラインのこの分析を実行すると、腫瘍細胞の再投与前に遠心分離によって残りのセルを収穫する勧めします。
この試金の制限の 1 つは、セットアップ パラメーター (初期培養と再投与の E:T 比率) が異なる車腫瘍の組み合わせに基づいて調整する必要することです。例えば、腫瘍細胞は、免疫抑制分子 (例えば PD L1) のかなりのレベルを表す場合、E:T 比率が高いをお勧め与えられたこと全体的な効率を殺害、障害 PD L1 低腫瘍細胞と比較して。新しい車腫瘍組み合わせにアッセイを適用する前にパイロット研究お勧めします最適条件を決定する最も強力な車 T 細胞除去するために試金のテスト通常ことができます > 終了時点で腫瘍細胞の 80%。腫瘍細胞が蛍光標識なら車を殺す T 細胞を介するため直接細胞接触が必要なので、フローサイトメトリーによる解析のパネルがそれに応じて調整する必要があります (例: 腫瘍細胞が GFP 標識、それから、FITC 結合になら抗体使用しないでください)。
車 T 細胞 B 細胞悪性腫瘍に対しての臨床活動は、2 つの FDA 承認薬につながっています。しかし、応答は、異なる患者27,30,31, 車製品30の表現型特性との相関を解明されたの間で実質的な変動を示しています。この in vitro における反復的な腫瘍の挑戦の試金はさらに機能的表現型特性の測定とサイトカイン産生 polyfunctionality に加えて車エフェクター効力をテストするためのアプローチを提供し、高スループット スクリーニングでは、予測の忠実度を保持したまま体内の腫瘍モデルと比較して臨床的製品。全体的にみて、この試金は、T 細胞機能試験車 T セル設計、前臨床・臨床開発される可能性があります。
The authors have nothing to disclose.
この作品は、カリフォルニア州研究所 (CIRM) グラント TR3 05641 NIH 助成金 P30 CA33572 (コア) からの助成金によって支えられました。社殿は、NCI の交わり 1F99CA234923-01 によってサポートされます。
0.05% Trypsin/0.53mM EDTA in HBSS w/o Calcium and Magnesium | Corning | MT25051CI | |
1M Hepes | Irvine Scientific | 9319 | |
200 mM L-Glutamine | Cambrex Bio Science | 17-605E | |
4',6-diamidino-2-phenylindole, dihydrochloride (DAPI) – FluoroPure grade | Invitrogen | D21490 | |
Accutase | Innovative Cell Technologies | AT104 | |
Aldesleukin Proleukin (rhIL-2) | Novartis Oncology | NDC 0078-0495-61 | |
Anti-CD137, PE | BD Biosciences | 555956 | 4B4-1 |
Anti-CD19, PE-Cy7 | BD Biosciences | 557835 | SJ25C1 |
Anti-CD3, PERCP | BD Biosciences | 340663 | SK7 |
Anti-CD4, FITC | BD Biosciences | 340133 | SK3 |
Anti-CD45, PERCP | BD Biosciences | 340665 | 2D1 |
Anti-CD45RO, PE | BD Biosciences | 561137 | UCHL1 |
Anti-CD62L, APC | BD Biosciences | 559772 | DREG-56 |
Anti-CD69, APC | BD Biosciences | 340560 | L78 |
Anti-CD8, APC-Cy7 | BD Biosciences | 348793 | SK1 |
Anti-IL-13, PE | BD Biosciences | 340508 | JES10-5A2 |
Anti-LAG-3, PE | eBiosciences | 12-2239-41 | 3DS223H |
Anti-PD-1, APC-Cy7 | BioLegend | 329921 | EH12.2H7 |
Anti-TIM-3, APC | eBiosciences | 17-3109-42 | F38-2E2 |
B-27 Serum-Free Supplement (50X) | Invitrogen | 17504-044 | |
Corning 96 Well Clear Flat Bottom Polystyrene TC-Treated Microplates, Individually Wrapped, with Lid, Sterile (Product #3596) | Corning Life Sciences | 3596 | |
Defined fetal bovine serum,HI IR | Hyclone Labs | SH30070.03IH | |
DMEM F-12 50:50 (1X) w/o Glutamine | MediaTech, Inc. | 15-090-CV | |
DMEM High Gluc w/o L-Glu, Na Pyr 1 L | Invitrogen | 11960051 | |
DMEM-Ham's F12 50:50 Mixture with L-glutamine and 15 mM HEPES | Fisher Scientific | MT10092CV | |
HBSS | Irvine Scientific | 9224 | |
Heat-Inactivated FCS | Hyclone | SH30070.03 | |
Heparin Sodium(1,000 U/ml) | American Pharmaceutical | 401811B | |
MACSQuant | Milteni Biotech Inc. | BIS013220 | |
PBS 1X W/CA & MG | Irvine Scientific | 9236 | |
PBS with 1MM EDTA (No Ca2+ or Mg2+) | VWR Scientific Products | PB15009A | |
Recombinant human EGF | R&D Systems | 236-EG-200 | |
Recombinant human FGF | R&D Systems | 233-FB | |
rhIL-15 Working Dilution (10 ng/µL) | CellGenix, US Operations | tF0297 | |
Sodium Azide (NaN3) | Sigma | S8032 | |
Sorvall ST40R | Thermo Scientific | 41693700 | |
TC-HEPES BUFFER (1M) SOLN 100ML | IRVINE SCIENTIFIC CORP | 6472 | |
Tecnol Procedure Mask | Kimberly-Clark | 47117 | |
X-VIVO 15 | Lonza | BW04-744Q |