Nous décrivons ici une méthode pour l'activation et l'expansion des cellules NKT de gros populations de cellules T en utilisant des cellules présentant l'antigène artificielles (VAMP). L'utilisation de CD1d basée aAPC offre une méthode normalisée pour générer des nombres élevés de cellules NKT fonctionnelles.
Natural Killer T (NKT), les cellules sont un sous-ensemble unique de cellules T qui affichent des marqueurs caractéristiques des deux tueuses naturelles (cellules NK) et les cellules T 1. Contrairement aux cellules T classiques, les cellules NKT reconnaissent l'antigène lipide dans le contexte de molécules CD1 2. Les cellules NKT expriment un réarrangement de la chaîne invariante TCRα: Vα14Jα18 chez la souris et chez l'homme Vα24Jα18, qui est associée avec des chaînes Vß de faible diversité 3-6, et sont appelés canoniques ou invariant NKT (i NKT) des cellules. Semblables à des cellules T conventionnelles, les cellules NKT se développer à partir CD4-CD8-thymiques des cellules T précurseurs à la suite de la signalisation appropriée par CD1d 7. La possibilité d'utiliser des cellules NKT à des fins thérapeutiques a considérablement augmenté la capacité de stimuler et d'accroître l'homme cellules NKT avec α-galactosylcéramide (α-GalCer) et une variété de cytokines 8. Fait important, ces cellules ont conservé leur origine phenotype, des cytokines sécrétées, et affichée fonction cytotoxique contre des lignées cellulaires tumorales. Ainsi, ex vivo des cellules NKT étendues restent fonctionnels et peuvent être utilisés pour une immunothérapie adoptive. Cependant, à base de cellules NKT-immunothérapie a été limitée par l'utilisation de cellules autologues présentant l'antigène et de la quantité et de la qualité de ces cellules stimulatrices peuvent varier considérablement. DC dérivées de monocytes de patients atteints de cancer ont été signalés à exprimer des niveaux réduits de molécules de co-stimulation et produisent des cytokines inflammatoires moins 9,10. En fait, DC murines plutôt que d'APC autologues ont été utilisés pour tester la fonction des cellules NKT de patients atteints de LMC 11. Cependant, ce système ne peut être utilisé pour des tests in vitro depuis les cellules NKT ne peut pas être étendu par murin DC, puis utilisés pour une immunothérapie adoptive. Ainsi, un système normalisé qui s'appuie sur les cellules présentatrice d'antigène artificielle (VAMP) pourrait produire des effets stimulants de DC en évitant les pièges d'allo-ou xénogénique CElls 12, 13. Nous décrivons ici une méthode pour générer CD1d basée aAPC. Depuis l'engagement du récepteur des cellules T (TCR) par CD1d complexes antigène-est une exigence fondamentale de l'activation des cellules NKT, l'antigène: CD1d-Ig complexes de fournir une méthode fiable d'isoler, d'activer et de développer des populations de cellules effectrices NKT.
aAPC peut être utilisée pour étudier les exigences de base pour l'activation des cellules NKT et il a le potentiel de valeur clinique de l'expansion ex vivo des cellules T NK pour l'immunothérapie adoptive. Mescher et al. Décrit l'un des systèmes à base de talon première, où biotinylé classe I du CMH murin-peptide seul assemblage de chaîne ont été combinées avec des molécules co-stimulatrices B7.1 et B7.2 biotinylés par la streptavidine à la surface de microsphères de latex 14, 15. Cette approche a été utilisée avec succès pour stimuler spécifiques de l'antigène des cellules T provenant de souris transgéniques. En outre, étant donné que cette approche utilise une seule chaîne complexe CMH-peptide à assurer un chargement homogène des molécules du CMH, chaque antigène peptidique objectif, il faudrait une nouvelle transfection d'expression de la chaîne désirée CMH-peptide complexe unique, ce qui limite la portée de ce approche. Surtout, le groupe du Dr Schneck pionnier de la perle base-aAPC, en développant un autre non-cellulaire aAPC perle base, Par couplage HLA-Ig, le signal 1, et anti-CD28, signal 2, sur des billes magnétiques. HLA-Ig, une forme unique multimérique de HLA fusionnée à une immunoglobuline échafaudage moléculaire 16, 17 a été élaboré par son groupe. Par la suite, ils ont développé MHC-Ig base aAPC, qui ont montré sa capacité à élargir le CMV et MART-1 CTL spécifiques 18. Ici, nous avons démontré que CD1d-Ig aAPC base peut être utilisée pour étendre fonctionnelles des cellules NKT. Une étude a utilisé un système similaire pour examiner l'interaction physique avec des cellules NK CD1 19.
Notamment, nous avons conçu une cellule présentatrice d'antigène artificielle qui s'adapte à toutes les exigences que nous trouvons nécessaire pour la prolifération des cellules NKT optimale. La méthode d'expansion aAPC fournit une méthode simple et fiable pour élargir et d'enrichir les cellules NKT. Notre aAPC peuvent être modifiés pour évaluer systématiquement le rôle d'un panel de molécules de co-stimulation potentiels et d'évaluer leur rôle dans la NKT prolifération cellulairetion et de la fonction. Ainsi, aAPC représentent une technologie robuste polyvalent utiles pour induire et l'expansion des cellules NKT. La génération de VAMP prend moins d'une semaine, et est adapté à la production de grandes quantités de perles. Cependant, une étape cruciale dans la génération de la aAPC est de confirmer que CD1d-Ig est stable immobilisé sur la surface des billes et d'évaluer leur fonctionnalité pour assurer la cohérence de lot à lot. Une limite potentielle de ce système est qu'il n'y a pas de mécanisme en place pour éteindre la stimulation, autre que l'enlèvement mécanique des billes. Plus précisément, l'engagement du récepteur des cellules T (TCR) avec l'antigène: complexe CD1d/MHC génèrent habituellement la synapse immunologique de concert avec accessoires / molécules d'adhésion, ce qui peut entraîner l'induction de facteurs inhibiteurs ou de suppression à la fois sur la cellule T et Cellule présentatrice d'antigène. Dans le système aAPC, ces facteurs peuvent être régulée à la hausse par la cellule T, mais le talon ne serait pas exprimer les ligands apparentéspour ces récepteurs.
En outre, les cellules NKT CD4 + ont été montré pour supprimer les réponses anti-tumorales chez la souris et chez l'homme, il est donc possible que l'activation non sélective de toutes les cellules NKT (c.-à-stimulation globale avec α-GalCer) ou l'activation du sous-ensemble erronée pourrait entraîner immunologique indésirable résultats. Par conséquent, il faut phénotypiquement et fonctionnellement caractériser la population aAPC expansé cellules NKT. Comme le montre la figure 4, nous avons constaté que la stimulation avec α-GalCer chargé aAPC exprimant anti-CD28 peut entraîner cellules NKT produisent Th1, Th2, Th17 et des cytokines de type. Des études ont rapporté que les souris défi avec de l'IL-33, une cytokine récemment identifiée, a entraîné une augmentation des niveaux de circulation cytokines inflammatoires telles que l'IL-5 et IL-13. Le traitement des cellules NKT avec de l'IL-33 amélioré leur production de cytokines 20. IL-33 est un ligand spécifique pour ST2 et il a été montré que ST2 soluble can blocs IL-33 de signalisation. Ainsi, à titre d'exemple d'une application future, ST2 aAPC exprimer pourraient être générés et utilisés pour déterminer si l'on pouvait inhiber sélectivement la production de cytokines Th2, tout en induisant la sécrétion de cytokines Th1 par les cellules NKT. Il a également été rapporté que l'injection intraveineuse de Ko exprimant aAPC en C57BL / 6 a entraîné dans les métastases du poumon a diminué de 21 tumeur. Fait important, ces données démontrent que le trafic aAPC dans les poumons et sont capables d'activer des lymphocytes T effecteurs sous-ensembles. Par conséquent, on peut générer plusieurs types de aAPC et d'examiner l'interaction entre les sous-ensembles spécifiques de l'antigène des cellules T. En résumé, ces études démontrent que CD1d-Ig aAPC base peut être utilisé pour remplacer normale APC cellulaire, et ont le potentiel d'améliorer les approches actuelles cliniques de cellules NKT base-immunothérapie adoptive.
The authors have nothing to disclose.
Les auteurs tiennent à remercier Priyanka Subrahmanyam pour des discussions utiles. Les auteurs n'ont aucun conflit d'intérêt financier. Ce travail a été soutenu par des subventions de l'American Cancer Society, le NIH / NCI K01 CA131487, CA162273 R21, R21 CA162277, et P30 immunologie tumorale et programme d'immunothérapie à TJ Webb. Le contenu relève de la seule responsabilité des auteurs et ne reflètent pas nécessairement les vues officielles de l'Institut national du cancer ou de la National Institutes of Health.
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
Ficoll-Paque PLUS | GE Life Sciences | 17-1440 | |
EasySep Human T Cell Enrichment Kit | StemCell Technologies | 19051 | |
Allophycocyanin CD161 human mAb | Pharmingen | 550968 | |
EasySep Magnet | StemCell Technologies | 18002 | |
Anti-mouse IgG1 Microbeads | Miltenyi Biotec | 130-047-101 | |
Dimer XI Recombinant Soluble Dimeric Mouse CD1d:IG Fusion Protein | BD Biosciences | 557599 | |
Anti-CD28 mAb | Biolegend | 302914 | |
M-450 Epoxy beads | Life Technologies | 150-11 | |
Alpha-galactosylceramide (KRN7000) | Axxora, LLC | BML-SL232-0100 | |
RPMI 1640 Medium | Sigma Aldrich | R 0883 | |
Sodium Pyruvate | Gibco | 11360-070 | |
Non-essential amino acids | Gibco | 11140-050 | |
Vitamin Solution | Gibco | 11120-052 | |
2-mercaptoethanol | Gibco | ||
Ciprofloxacin | Alexis Biochemicals | 380-288-G025 | |
PE-Vα24Jα18 | Biolegend | 342904 | |
PE-Vα24 (Clone C15) | Beckman Coulter | A66907 | |
FITC-Vβ11 (Clone C21) | Beckman Coulter | A66905 | |
PE-CD1d | Biolegend | 123510 | |
PE anti mouse IgG1 | BD Biosciences | 556650 | |
FITC anti-mouse IgG2a | Biolegend | 407105 | |
DPBS, no calcium, no magnesium | Life Technologies | 14190250 | |
Sodium Azide | Sigma Aldrich | S8032 | |
Bovine Serum Albumin | American Bioanalytical | AB00440-00100 | |
EDTA | Sigma Aldrich | 431788 | |
IL-2 (Proleukin) | BD Biosciences | 354043 | |
Human AB Serum | Atlanta Biologicals | S40110 | |
Labquake Tube Rotator | Fisher Scientific | 13-687-10Q | |
BD Falcon 5 ml polystyrene round-bottom tubes | Fisher Scientific | 14-959-1A | |
Wheaton Glass Sample Vials with Cap | Fisher Scientific | Small (03-343-6A ) Large (03-343-6E) |