Graft-versus-host sykdom er en stor komplikasjon etter allogen benmargstransplantasjon. Dendrittiske celler spiller en kritisk rolle i patogenesen av graft-versus-host sykdom. Den nåværende artikkelen beskriver en ny benmargstransplantasjonsplattform for å undersøke rollen som dendrittiske celler i utviklingen av graft-versus-host sykdom og graft-versus-leukemi effekt.
Allogene benmargstransplantasjon (BMT) er en effektiv terapi for hematologiske maligniteter på grunn av graft-versus-leukemi (GVL) effekt for å utrydde svulster. Imidlertid er søknaden begrenset av utviklingen av graft-versus-host sykdom (GVHD), en stor komplikasjon av BMT. GVHD fremkalles når T-celler i donortransplantatene gjenkjenner alloantigen uttrykt av mottakerceller og monterer uønskede immunologiske angrep mot mottakerens friske vev. Dermed er tradisjonelle terapier designet for å undertrykke donor T-celle alloreactivity. Disse tilnærmingene svekker imidlertid GVL-effekten vesentlig slik at mottakerens overlevelse ikke forbedres. Å forstå effekten av terapeutiske tilnærminger på BMT, GVL og GVHD, er dermed viktig. På grunn av antigen-presentere og cytokin-utskillekapasitet for å stimulere donor T-celler, mottaker dendrittiske celler (DCs) spille en betydelig rolle i induksjon av GVHD. Målretting mottaker DCs blir derfor en potensiell tilnærming for å kontrollere GVHD. Dette arbeidet gir en beskrivelse av en ny BMT-plattform for å undersøke hvordan verts-DCer regulerer GVH- og GVL-svar etter transplantasjon. Også presentert er en effektiv BMT modell for å studere biologien til GVHD og GVL etter transplantasjon.
Allogene hematopoietiske stamcelletransplantasjon (BMT) er en effektiv terapi for å behandle hematologiske maligniteter1,2 gjennom graft-versus-leukemi (GVL) effekt3. Donorlymfocytter monterer imidlertid alltid uønskede immunologiske angrep mot mottakervev, en prosess som kalles graft-versus-host sykdom (GVHD)4.
Murine modeller av GVHD er et effektivt verktøy for å studere biologien til GVHD og GVL respons5. Mus er en kostnadseffektiv forskningsdyrmodell. De er små og effektivt dosert med molekyler og biologer i tidlige faser av utvikling6. Mus er ideelle forskningsdyr for genetiske manipulasjonsstudier fordi de er genetisk godt definert, noe som er ideelt for å studere biologiske veier og mekanismer6. Flere mus store histokompatibilitet kompleks (MHC) MHC-mismatchet modeller av GVHD har blitt godt etablert, for eksempel C57BL/6 (H2b) til BALB/c (H2d) og FVB (H2q)→C57BL/6 (H2b)5,7. Dette er spesielt verdifulle modeller for å bestemme rollen til individuelle celletyper, gener og faktorer som påvirker GVHD. Transplantasjon fra C57/BL/6 (H2b) foreldregivere til mottakere med mutasjoner i MHC I (B6.C-H2bm1) og/eller MHC II (B6.C-H2bm12) viste at en mismatch i både MHC klasse I og klasse II er et viktig krav for utvikling av akutt GVHD. Dette tyder på at både CD4+ og CD8+ T-celler er nødvendig for sykdomsutvikling7,8. GVHD er også involvert i en inflammatorisk kaskade kjent som den “proinflammatoriske cytokinstormen”9. Den vanligste kondisjoneringsmetoden i murine-modeller er total kroppsbestråling (TBI) av røntgen eller 137Cs. Dette fører til mottakerens benmargsablasjon, og dermed tillater donor stamcelleengraftment og forhindrer avvisning av transplantatet. Dette gjøres ved å begrense spredningen av mottaker T-celler som svar på donorceller. I tillegg spiller genetiske forskjeller en viktig rolle i sykdomsinduksjon, som også avhenger av mindre MHC-mismatch10. Myeloablatisk bestrålingsdose varierer derfor i forskjellige musestammer (f.eks. BALB/c→C57BL/6).
Aktivering av donor T-celler ved vert antigen presentere celler (APCer) er avgjørende for GVHD utvikling. Blant APCene er dendrittceller (DCer) de mest potente. De er arvelig i stand til å indusere GVHD på grunn av deres overlegne antigenopptak, uttrykk for T-celle co-stimulerende molekyler, og produksjon av proinflammatoriske cytokiner som polariserer T-celler i patogene undergrupper. Mottaker DCer er avgjørende for å legge til rette for T-celle priming og GVHD induksjon etter transplantasjon11,12. Følgelig har DCs blitt interessante mål i behandlingen av GVHD12.
TBI er nødvendig for å forbedre donorcelleinnpode. På grunn av TBI-effekten aktiveres mottaker-DCer og overlever i kort tid etter transplantasjonen12. Til tross for store fremskritt i bruk av bioluminescens eller fluorescens, etablere en effektiv modell for å studere rollen som mottaker DCs i GVHD er fortsatt utfordrende.
Fordi donor T-celler er drivkraften for GVL aktivitet, behandling strategier ved hjelp av immunsuppressive legemidler som steroider for å undertrykke T-celle alloreaktivitet ofte føre til tumor tilbakefall eller infeksjon13. Målretting mottaker DCs kan derfor gi en alternativ tilnærming til å behandle GVHD samtidig bevare GVL-effekten og unngå infeksjon.
Kort sagt, den nåværende studien gir en plattform for å forstå hvordan ulike typer signalering i mottaker-DCer regulerer GVHD-utvikling og GVL-effekten etter BMT.
Bruken av stamceller som passer til en bestemt person er en effektiv tilnærming til å behandle avanserte og resistente kreftformer18. Små molekyllegemidler har imidlertid lenge vært et hovedfokus for personlig kreftbehandling. På den annen side, i cellulær terapi kan en rekke interaksjoner mellom donor og vert avgjørende påvirke behandlingsresultatene, for eksempel utviklingen av GVHD etter BMT1.
Store MHC-mismatched musemodeller av BMT e…
The authors have nothing to disclose.
Denne studien støttes av University of Central Florida College of Medicine oppstartsstipend (til HN), University of Pittsburgh Medical Center Hillman Cancer Center oppstartsstipend (til HL), USA NIH Grant #1P20CA210300-01 og vietnamesiskhelsedepartementet Grant #4694 / QD-BYT (til PTH). Vi takker Dr. Xue-zhong Yu ved Medical University of South Carolina for å gi materialer til studien.
0.5 M EDTA pH 8.0 100ML | Fisher Scientific | BP2482100 | MACS buffer |
10X PBS | Fisher Scientific | BP3994 | MACS buffer |
A20 B-cell lymphoma | University of Central Florida | In house | GVL experiment |
ACC1 fl/fl | Jackson Lab | 30954 | GVL experiment |
ACC1 fl/fl CD4cre | University of Central Florida | GVL experiment | |
Anti-Biotin MicroBeads | Miltenyi Biotec | 130-090-485 | T-cell enrichment |
Anti-Human/Mouse CD45R (B220) | Thermo Fisher Scientific | 13-0452-85 | T-cell enrichment |
Anti-mouse B220 FITC | Thermo Fisher Scientific | 10452-85 | Flow cytometry analysis |
Anti-mouse CD11c- AF700 | Thermo Fisher Scientific | 117319 | Flow cytometry analysis |
Anti-Mouse CD25 PE | Thermo Fisher Scientific | 12-0251-82 | Flow staining |
Anti-Mouse CD4 Biotin | Thermo Fisher Scientific | 13-0041-86 | T-cell enrichment |
Anti-Mouse CD4 eFluor® 450 (Pacific Blue® replacement) | Thermo Fisher Scientific | 48-0042-82 | Flow staining |
Anti-mouse CD45.1 PE | Thermo Fisher Scientific | 12-0900-83 | Flow cytometry analysis |
Anti-Mouse CD8a APC | Thermo Fisher Scientific | 17-0081-83 | Flow cytometry analysis |
Anti-mouse H-2Kb PerCP-Fluor 710 | Thermo Fisher Scientific | 46-5958-82 | Flow cytometry analysis |
Anti-mouse MHC Class II-antibody APC | Thermo Fisher Scientific | 17-5320-82 | Flow cytometry analysis |
Anti-Mouse TER-119 Biotin | Thermo Fisher Scientific | 13-5921-85 | T-cell enrichment |
Anti-Thy1.2 | Bio Excel | BE0066 | BM generation |
B6 fB-/- mice | University of Central Florida | In house | Recipients |
B6.Ly5.1 (CD45.1+) mice | Charles River | 564 | Donors |
BALB/c mice | Charles River | 028 | Transplant recipients |
C57BL/6 mice | Charles River | 027 | Donors/Recipients |
CD11b | Thermo Fisher Scientific | 13-0112-85 | T-cell enrichment |
CD25-biotin | Thermo Fisher Scientific | 13-0251-82 | T-cell enrichment |
CD45R | Thermo Fisher Scientific | 13-0452-82 | T-cell enrichment |
CD49b Monoclonal Antibody (DX5)-biotin | Thermo Fisher Scientific | 13-5971-82 | T-cell enrichment |
Cell strainer 40 uM | Thermo Fisher Scientific | 22363547 | Cell preparation |
Cell strainer 70 uM | Thermo Fisher Scientific | 22363548 | Cell preparation |
D-Luciferin | Goldbio | LUCK-1G | Live animal imaging |
Fetal Bovine Serum (FBS) | Atlanta Bilogicals R&D system | D17051 | Cell Culture |
Flow cytometry tubes | Fisher Scientific | 352008 | Flow cytometry analysis |
FVB/NCrl | Charles River | 207 | Donors |
Lipopolysacharide (LPS) | Millipore Sigma | L4391-1MG | DC mature |
LS column | Mitenyi Biotec | 130-042-401 | Cell preparation |
MidiMACS | Miltenyi Biotec | 130-042-302 | T-cell enrichment |
New Brunswick Galaxy 170R incubator | Eppendorf | Galaxy 170 R | Cell Culture |
Penicilin+streptomycinPenicillin/Streptomycin (10,000 units penicillin / 10,000 mg/ml strep) | GIBCO | 15140 | Media |
RPMI 1640 | Thermo Fisher Scienctific | 11875-093 | Media |
TER119 | Thermo Fisher Scientific | 13-5921-82 | T-cell enrichment |
Xenogen IVIS-200 | Perkin Elmer | Xenogen IVIS-200 | Live animal imaging |
X-RAD 320 Biological Irradiator | Precision X-RAY | X-RAD 320 | Total Body Irradiation |