Summary

Le cellule staminali derivate dall'ag virale specifico t linfociti sopprimeno la replica HBV nei topi

Published: September 25, 2019
doi:

Summary

Presentato qui è un protocollo per l’effettiva soppressione della replicazione del virus dell’epatite B (HBV) nei topi utilizzando il trasferimento di cellule adottive (ACT) di antigeni virali (Ag) specifici di cellule staminali. Questa procedura può essere adattata per una potenziale immunoterapia basata su ACT dell’infezione da HBV.

Abstract

L’infezione da virus dell’epatite B (HBV) è un problema di salute globale. Con oltre 350 milioni di persone colpite in tutto il mondo, l’infezione da HBV rimane la principale causa di cancro al fegato. Si tratta di una delle principali preoccupazioni, soprattutto nei paesi in via di sviluppo. Il fallimento del sistema immunitario per montare una risposta efficace contro l’HBV porta a infezioni croniche. Anche se il vaccino HBV è presente e si stanno creando nuovi farmaci antivirali, l’eradicazione delle cellule del serbatoio del virus rimane un importante argomento sanitario. Qui è descritto un metodo per la generazione di antigene virale (Ag) specifico CD8 linfociti T citotossici (CTL) derivati da cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) (cioè iPSC-CTL), che hanno la capacità di sopprimere la replicazione HBV. La replicazione HBV è indotta in modo efficiente nei topi attraverso l’iniezione idrodinamica di un plasmide di espressione HBV, pAAV/HBV1.2, nel fegato. Quindi, i mouse specifici di HBV Ag iPSC-CTL vengono trasferiti adottivamente, il che sopprime notevolmente la replicazione dell’HBV nel fegato e nel sangue e previene l’espressione Di HbV surface Ag negli epatociti. Questo metodo dimostra la replicazione HBV nei topi dopo l’iniezione idrodinamica e che i CTL virali specifici di Ag- delle cellule staminali possono sopprimere la replicaHBV. Questo protocollo fornisce un metodo utile per l’immunoterapia HBV.

Introduction

A seguito di infezione acuta, il sistema immunitario adattivo (cioè l’immunità umorale e cellulare) controlla la maggior parte dell’epatite acuta correlata all’HBV. Tuttavia, un certo numero di persone nelle regioni HBV-endemiche non può eliminare i virus e successivamente convertirsi come individui cronici. Più del 25% dei pazienti cronici (>250 milioni di persone) in tutto il mondo sviluppa malattie epatiche progressive, con conseguente cirrosi epatica e/o carcinoma epatocellulare (HCC)1. Di conseguenza, l’eradicazione delle cellule infettate insistenza rimane un problema generale di salubrità, anche se esiste un vaccino2 disponibile e numerosi farmaci antivirali sono in fase di sviluppo. Il trattamento standard per l’infezione da HBV include analoghi IFN-z, nucleoside e nucleotide. Questi agenti hanno attività antivirale diretta e capacità modulativi immunitarie. Tuttavia, la sieroconversione dell’antigene HBe (Ag) portatori con anticorpo anti-HBe (Ab) e perdita di acido deossiribonucleico HBV del siero compaiono individualmente in circa il 20% dei pazienti trattati e il controllo immunologico completo del virus verificata dalla privazione dell’HBsAg non superiore al 5%3. Inoltre, la risposta al trattamento spesso non è durevole. La vaccinazione profilattica con HBs Ag ricombinante è altamente efficace nella prevenzione dell’infezione, ma la vaccinazione terapeutica hBs Ag non è efficace. Chiaramente, le risposte immunitarie mediate dalle cellule T svolgono un ruolo fondamentale nel controllo dell’infezione da HBV e della compromissione del fegato; tuttavia, nei pazienti cronici con epatite, le cellule T reattive HBV sono spesso eliminate, disfunzionali o convertite esaurite4,5,6. Di conseguenza, in individui con infezione da HBV persistente, nessun tentativo di ripristinare l’immunità specifica dell’HBV (cioè l’immunità basata sulle cellule T) per mezzo di rimedio anti-virale, citochine immunomodulatori o immunizzazione curativa hanno raggiunto successo.

Il trasferimento di cellule adottive (ACT) di cellule T specifiche DI HBV Ag è un trattamento efficace diretto a sradicare infine i rimanenti epatociti wih HBV7,8. L’ACT dei CL specifici dell’HBV nei topi infetti da HBV ha dimostrato di causare un calo transitorio e lieve e un calo drammatico nelle trascrizioni di acido ribonucleico HBV (RNA) negli epatociti. In questi studi, i CTL non hanno inibito la trascrizione dei geni HBV, ma hanno migliorato la degradazione delle trascrizioni HBV9. Gli HBV specifici sono importanti per prevenire l’infezione virale e mediare l’autorizzazione dell’HBV10,11. Per i rimedi basati su ACT, l’espansione in vitro di cellule T specifiche HBV con un’elevata reattività per il reinsediamento in vivo è stata suggerita come metodo ideale12,13,14; tuttavia, gli attuali approcci sono limitati per quanto riguarda la loro capacità di generare, separare e far crescere quantità e qualità appropriate di cellule T specifiche dell’HBV dai pazienti per le potenziali terapie.

Anche se gli studi clinici presentano sicurezza, praticabilità e attività terapeutica prospettica di trattamenti basati sulle cellule per mezzo di cellule T ingegnerizzate specifiche per gli epatociti infettati da virus HBV, ci sono preoccupazioni circa gli effetti sfavorevoli che si verificano da risposte autoimmuni a causa della reattività incrociata da recettori cellulari T (TCR)15,16, riconoscimento Ag off-target da non specifico TCR17 e on-target off-toxicity da un recettore Ag chierico (CAR) 18 mi lato , 19 con tessuti sani. Attualmente, le cellule T geneticamente modificate, che hanno solo persistenza a breve termine in vivo, sono di solito cellule T intermedie o successive. Ad oggi, le cellule staminali pluripotenti (PSC) sono l’unica fonte disponibile per generare un numero elevato di ingenue cellule T singole di tipo G20,21,22,23. I PSC indotti (iPSC) vengono semplicemente convertiti dalle cellule somatiche di un paziente attraverso l’uso della trasduzione genica di diversi fattori di trascrizione. Di conseguenza, gli iPSC hanno caratteristiche simili a quelle delle cellule staminali embrionali (ESC)24. A causa della flessibilità e della possibilità per l’infinita capacità di auto-rinnovarsi, oltre alla sostituzione dei tessuti, i trattamenti basati su iPSC possono essere ampiamente applicati nella medicina rigenerativa. Inoltre, i reggimenti alla base degli iPSC possono migliorare notevolmente le attuali terapie basate sulle cellule.

L’obiettivo generale di questo metodo è quello di generare una grande quantità di CTL specifici HBV da iPSC (cioè iPSC-CTL) per l’immunoterapia basata su ACT. I vantaggi rispetto alle tecniche alternative sono che gli iPSC-CTL specifici dell’HBV hanno un tCR di tipo singolo e un fenotipo ingenuo, che si traduce in più sviluppo di cellule T di memoria dopo l’ACT. È dimostrato che l’ACT degli iPSC-CTL specifici dell’HBV aumenta la migrazione delle cellule cLAmone CD8 – cLAmmi funzionali nel fegato e riduce la replicazione dell’HBV sia nel fegato che nel sangue dei topi somministrati. Questo metodo rivela un potenziale uso di iPSC-CTL virali specifici dell’Ag per l’immunoterapia HBV e può essere adattato per generare altre cellule iPSC-T virali specifiche dell’Ag per l’immunoterapia virale.

Protocol

Tutti gli esperimenti sugli animali sono approvati dal Texas A&M University Animal Care Committee (IACUC; #2018-0006) e sono condotti in conformità con le linee guida dell’Associazione per la valutazione e l’accreditamento della cura degli animali di laboratorio. I topi vengono utilizzati durante 6-9 settimane di età. 1. Generazione di cellule virali specifiche dell’ag8- T da iPSC (iPSC-CD8- cellule T) Creazione dei costrutti retroviraliN.B.: I geni TCR e …

Representative Results

Come mostrato qui, HBV virale Ag-specifico iPSC-CD8- le cellule T sono generate da un sistema di coltura in vitro. Dopo l’ACT di questi iPSC-CD8 virali specifici di Ag8- Le cellule T sopprimono sostanzialmente la replica HBV in un modello murino (File supplementare 1). Mouse iPSC sono tradotti con il costrutto retrovirale MIDR codificando un gene ibrido HBV TCR umano-mouse (HBs183-191-specific,s183), quindi gli iPSC trandotti dal gene sono co-coltivati con cellule OP9-DL1…

Discussion

Questo protocollo presenta un metodo per generare gli iPSC-CTL virali specifici di Ag da utilizzare come ACT per sopprimere la replica HBV in un modello murino. Nell’infezione cronica da HBV, il genoma virale forma un mini cromosoma stabile, il DNA circolare covalentmente chiuso (cccDNA) che può persistere per tutta la durata della vita dell’epatocito. Mirare alla clearance del mini cromosoma virale può provocare una cura dell’infezione cronica da HBV. L’attuale terapia antivirale si rivolge alla trascrizione inversa d…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Gli autori ringraziano il Dr. Adam J Gehring del Toronto General Hospital Research Institute per aver fornito cDNA per HBs183-91 (s183) (FLLTRILTI) – specifici geni TCR umano-murine con restrizioni A2, e il Dr. Pei-Jer Chen della National Taiwan University per aver fornito pAAV/HBV 1.2. Questo lavoro è supportato dal National Institute of Health Grant R01AI121180, R01CA221867 e R21AI109239 a J. S.

Materials

HHD mice Institut Pasteur, Paris, France H-2 class I knockout, HLA-A2.1-transgenic (HHD) mice
iPS-MEF-Ng-20D-17 RIKEN Cell Bank APS0001
SNL76/7 ATCC SCRC-1049
OP9 ATCC CRL-2749
pAAV/HBV1.2 plasmid Dr. Dr. Pei-Jer Chen (National Taiwan University Hospital, Taiwan) HBV DNA construct
HBs183-91(s183) (FLLTRILTI)-specific TCR genes Dr. Adam J Gehring (Toronto General Hospital Research Institute, Toronto, Canada) FLLTRILTI-specific A2-restricted human-murine hybrid TCR genes (Vα34 and Vβ28)
OVA257–264-specific TCR genes Dr. Dario A. Vignali (University of Pittsburgh, PA) SIINFEKL-specific H-2Kb-restricted TCR genes
Anti-CD3 (17A2) antibody Biolegend 100236
Anti-CD44 (IM7) antibody BD Pharmingen 103012
Anti-CD4 (GK1.5) antibody Biolegend 100408
Anti-CD8 (53-6.7) antibody Biolegend 100732
Anti-IFN-γ (XMG1.2) antibody Biolegend 505810
Anti-TNF-a (MP6-XT22) antibody Biolegend 506306
α-MEM Invitrogen A10490-01
Anti-HBs antibody Thermo Fisher MA5-13059
ACK Lysis buffer Lonza 10-548E
Brefeldin A Sigma B7651
DMEM Invitrogen ABCD1234
FBS Hyclone SH3007.01
FACSAria Fusion cell sorter BD 656700
Gelatin MilliporeSigma G9391
GeneJammer Agilent 204130
HLA-A201-HBs183-91-PE pentamer Proimmune F027-4A – 27
HRP Anti-Mouse Secondary Antibody Invitrogen A27025
mFlt-3L Peprotech 250-31L
mIL-7 Peprotech 217-17
Nuclease S7 Roche 10107921001
Paraformaldehyde MilliporeSigma P6148-500G Caution: Allergenic, Carcenogenic, Toxic
Permeabilization buffer Biolegend 421002
Polybrene MilliporeSigma 107689
ProLong™ Gold Antifade Mountant with DAPI Invitrogen P36931
QIAamp MinElute Virus Spin Kit Qiagen 57704

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Cite This Article
Xiong, X., Lei, F., Haque, M., Song, J. Stem Cell-Derived Viral Ag-Specific T Lymphocytes Suppress HBV Replication in Mice. J. Vis. Exp. (151), e60043, doi:10.3791/60043 (2019).

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