Generazione di Human alloantigene-specifiche cellule T da sangue periferico

I linfociti T sono componenti critici del sistema immunitario adattativo. Le cellule T sono responsabili non solo mediare direttamente risposte immunitarie protettive a patogeni attraverso una varietà di meccanismi effettori, ma anche mantenere attivamente immunologica auto-tolleranza e dirigere le risposte di altre cellule del sistema immunitario. Queste funzioni sono diretti attraverso una serie di segnali integrati, compreso recettore delle cellule T (TCR) legatura, citochine e chemochine, e metaboliti ^1. Di questi segnali, il TCR è di particolare importanza, in quanto fornisce la specificità caratteristica che definisce il ruolo delle cellule T nell'immunità adattativa. Un TCR interagisce con antigeni peptidici lineari presentati da MHC (HLA ortologo umano) molecole (complessi pMHC) in modo altamente specifico e sensibile per fornire i segnali che attivano la funzione delle cellule T effettrici. I parametri biochimici delle interazioni TCR con leganti pMHC non solo forniscono la specificità per Tattivazione delle cellule, ma anche avere un impatto qualitativo sulla funzione delle cellule T ² successiva. Così, studiando la funzione delle cellule T richiede spesso di esaminare le risposte delle cellule T clonali con specificità antigenica definito.

Il vano umano delle cellule T, che contiene circa 10 ¹² cellule T αβ, contiene, secondo le stime ¹⁰ luglio-10 agosto αβTCRs distinte ^3-4. Questo vasto repertorio offre opportunità per il riconoscimento della vasta gamma di peptidi da potenziali agenti patogeni tali da richiedere una risposta delle cellule T per l'immunità protettiva. Si stima che la frequenza delle cellule T rispondere ad un dato antigene estraneo presentata dalla auto-MHC è dell'ordine di 10 ^-4 – 10 ^-7 in assenza di prima risposta immunitaria a questo antigene ^5. L'ingenuo repertorio delle cellule T è modellato dalla selezione timica per garantire la capacità di riconoscere auto-MHC presentano antigeni peptidici e limite reagisconoivity contro antigeni self-peptide, massimizzando l'utilità potenziale di mediare l'immunità protettiva ^2. Tuttavia, in violazione del presente progettato reattività relativamente grande frequenza, 10 ^-3 – 10 ^-4, di cellule T da individui immunologicamente naive rispondere alla stimolazione con cellule allogeniche, riconoscendo entrambe le molecole MHC estere nonché peptidi endogeni che presentano ^6. Il riconoscimento di allogenici ligandi pMHC è strutturalmente simile al riconoscimento di antigeni estranei presentate da auto-MHC; TCR rende interazioni biochimiche critici sia con la molecola MHC allogeniche e il peptide presentato ^7. La natura robusta della risposta delle cellule T allogeniche ai risultati della stimolazione della diversità dei pMHC complessi presenti sulla superficie delle cellule allogeniche ^8. Si stima che ogni MHC presenta circa 2 x 10 ⁴ differenti antigeni peptidici endogeni ^9. Questo breadth di risposta alla stimolazione allogenico è un aspetto significativo della patologia clinicamente rilevanti, come il rigetto o di malattia da trapianto contro ospite (GVHD), derivanti da alloreattività cellule T.

Studio delle cellule T risposte alloreattivi umani ha tradizionalmente invocato l'esame delle risposte policlonali di cellule T naive in seguito alla stimolazione con cellule allogeniche. Stimolazione ripetuta con la stessa linea di cellule allogeniche combinato con diluizione limite analisi è in grado di generare cellule T clonali con riconoscimento definito di allogenico HLA ^10. Tuttavia, questo approccio è problematico per l'esame delle risposte ai singoli ligandi allogenici pMHC, come il grande e variegato repertorio di endogena pMHC complessi presenti per un determinato allogenico HLA stimola un ampio repertorio di cellule T. Questa stimolazione popolazione di massa e di limitare la diluizione approccio richiederebbe lo screening di un gran numero di cloni per isolare le cellule T con il riatti desideratovità contro un singolo ligando pMHC. Inoltre, la frequenza delle cellule T che rispondono ad un individuo allogenico pMHC ligando è relativamente bassa tra popolazioni di cellule T naive, che presenta una barriera efficace generazione di cloni di cellule T umane sensibili ad un dato antigene.

Identificazione e isolamento di cellule T antigene-specifiche da popolazioni policlonali sono stati abilitati dallo sviluppo di fluoroforo marcata pMHC multimeri ^11. Questo approccio utilizza specifici antigeni peptidici caricati in molecole MHC ricombinanti solubili biotinilate, etichettati legandosi ad un fluoroforo streptavidina marcata. Multimerizzazione di pMHC aumenta l'avidità, compensando la intrinsecamente basso (mM) affinità del TCR per ligandi solubili pMHC. Cellule marcate possono essere identificati e isolati mediante citometria a flusso. Tuttavia, questo approccio è ancora limitata dalla bassa frequenza di cellule T antigene-specifiche tra naive popolazioni di cellule T, che sono tipicamenteordini di grandezza inferiore al limite di identificazione accurata e quantificazione sulla maggior citofluorimetri. Per affrontare questa limitazione, un metodo di etichettatura tetramero pMHC e successiva tallone arricchimento magnetico per cellule tetramero-marcato è stato sviluppato ^12. Questo metodo ha dimostrato rilevamento affidabile, l'enumerazione, e l'isolamento di cellule T antigene-specifiche bassa frequenza.

Questo protocollo descrive un protocollo efficace per la generazione di cloni di cellule T umane che rispondono specificamente ai singoli ligandi allogenici pMHC. Il protocollo si applica pMHC (HLA) etichettatura Multimer e di arricchimento per l'isolamento di cellule T umane specifiche per alloantigene con citometria a flusso delle cellule di ordinamento e un metodo robusto per la coltura in vitro di cellule T umane per consentire la produzione di cloni di cellule T da cellule ordinati singole ( panoramica nella Figura 1).