Hier beschreiben wir ein Verfahren zur Aktivierung und Ausbau menschlichen NKT-Zellen aus losem T-Zellpopulationen mit künstlichen Antigen-präsentierende Zellen (AAPC). Die Verwendung von CD1d basierenden AAPC bietet eine standardisierte Verfahren zur Erzeugung hoher Anzahl funktioneller NKT-Zellen.
Natürliche Killer-T (NKT-Zellen) sind eine eindeutige Untergruppe von T-Zellen, die Marker Merkmal sowohl natürliche Killerzellen (NK-Zellen) und T-Zellen 1 anzuzeigen. Im Gegensatz zu klassischen T-Zellen, NKT-Zellen zu erkennen Lipid-Antigen in Zusammenhang mit CD1-Moleküle 2. NKT-Zellen exprimieren einen invarianten Kette TCRα Umlagerung: Vα14Jα18 bei Mäusen und Vα24Jα18 bei Menschen, die mit Ketten von Vß begrenzten Vielfalt 3-6 verbunden ist, und werden als kanonische oder invariante NKT (i NKT-Zellen) bezeichnet. Ähnlich wie bei konventionellen T-Zellen entwickeln NKT-Zellen von CD4-CD8-Thymus-Vorläufer-T-Zellen nach der entsprechenden Signalisierung durch CD1d 7. Das Potential, NKT-Zellen zu therapeutischen Zwecken zu nutzen hat wesentlich mit der Fähigkeit zur Stimulierung und erweitern menschlichen NKT-Zellen mit α-Galactosylceramid (α-GalCer) und einer Reihe von Cytokinen 8 erhöht. Wichtig ist, erhalten diese Zellen ihre ursprüngliche Phänotype, sekretierten Zytokine und erscheint zytotoxische Funktion gegen Tumorzelllinien. Somit bleiben ex vivo expandierten NKT-Zellen funktionsfähig und kann für die adoptive Immuntherapie verwendet werden. Allerdings hat NKT-Zell-basierte Immuntherapie durch die Verwendung von Antigen präsentierenden Zellen autolog sind gering, und die Menge und die Qualität dieser Stimulatorzellen kann erheblich variieren. Monozyten abgeleiteten DC von Krebspatienten wurde berichtet, reduzierte Mengen an costimulatorischen Moleküle exprimieren und herzustellen weniger inflammatorischen Zytokinen 9,10. In der Tat haben murinen DC anstatt autologen APC verwendet worden, um die Funktion von NKT-Zellen aus CML-Patienten 11 zu testen. Allerdings kann dieses System nur für in-vitro-Tests eingesetzt werden, da NKT-Zellen nicht durch murine DC erweitert werden und dann für die adoptive Immuntherapie verwendet. So könnte ein standardisiertes System, das auf künstlichen Antigen-präsentierende Zellen (AAPC) setzt die stimulierende Wirkung von DC ohne die Fallstricke der allo-oder xenogenen ce produzierenlls 12, 13. Hier beschreiben wir ein Verfahren zur Erzeugung CD1d basierenden AAPC. Da der Eingriff der T-Zell-Rezeptor (TCR) von CD1d-Antigen-Komplexe ist eine grundlegende Anforderung von NKT-Zellen-Aktivierung, Antigen: CD1d-Ig-Komplexe eine zuverlässige Methode zu isolieren, zu aktivieren und zu erweitern Effektor NKT Zellpopulationen.
AAPC können verwendet werden, um die grundlegenden Anforderungen für NKT-Zell-Aktivierung zu untersuchen, und es hat auch potenzielle klinische Wert für ex vivo Expansion von NK-T-Zellen für den adoptiven Immuntherapie. Mescher et al. Beschrieben eine der ersten Sicke basierten Systemen, wo murine biotinylierten MHC-Klasse-I-Peptid-einkettige Konstrukte wurden mit biotinyliertem kostimulatorische Moleküle B7.1 und B7.2 über Streptavidin an der Oberfläche der Latex-Mikrokugeln 14, 15 kombiniert. Dieser Ansatz wurde erfolgreich verwendet, um Antigen-spezifische T-Zellen von transgenen Mäusen stimulieren. Da außerdem dieser Ansatz verwendet ein einzelnes MHC-Peptid-Komplex, um eine homogene Beladung der MHC-Moleküle zu gewährleisten, soll jedes Ziel Peptidantigen erfordern einen neuen Transfektion zur Expression des gewünschten Einzelketten-MHC-Peptid-Komplex, wodurch die Allgemeingültigkeit der Ansatz. Wichtig ist, Pionier Dr. Schneck die Gruppe den Wulst based-AAPC, durch die Entwicklung von weiteren nicht-zellulären bead based AAPC, Hergestellt durch Kuppeln HLA-Ig, das Signal 1 und Anti-CD28-, Signal 2, an magnetische Kügelchen. HLA-Ig, einem einzigartigen multimerer Form von HLA fusioniert mit einem Immunglobulin molekulare Gerüst 16, 17 wurde durch seine Gruppe entwickelt. Anschließend entwickelten sie MHC-Ig basierte AAPC, die gezeigt haben, um effektiv zu erweitern CMV und MART-1-spezifischen CTL 18. Hier haben wir gezeigt, dass CD1d-Ig basierten AAPC verwendet werden, um funktionelle NKT-Zellen zu expandieren. Eine Studie hat ein ähnliches System verwendet, um die physikalische Wechselwirkung von NK-Zellen mit 19 CD1d untersuchen.
Bemerkenswert ist, haben wir einen künstlichen Antigen-präsentierenden Zelle, die anpassungsfähig an jede Anforderung finden wir für optimalen NKT Zellproliferation konzipiert. Die AAPC Ausbau-Methode bietet eine einfache und zuverlässige Methode für die Erweiterung und Bereicherung menschlichen NKT-Zellen. Unsere AAPC können modifiziert werden, um systematisch die Rolle von einem Panel von potenziellen kostimulatorische Moleküle und beurteilen ihre Rolle auf NKT Zellproliferation werdention und Funktion. Somit stellen AAPC eine robuste vielseitige Technologie nützlich für die Induktion und den Ausbau NKT-Zellen. Die Erzeugung von aAPCs dauert weniger als eine Woche und ist geeignet für die Herstellung von großen Mengen von Perlen. Jedoch ist ein kritischer Schritt bei der Erzeugung des AAPC zu bestätigen, dass CD1d-Ig stabil auf der Oberfläche der Kügelchen immobilisiert und ihre Funktionalität zu beurteilen, um die Konsistenz von Charge zu Charge zu gewährleisten. Eine mögliche Einschränkung des Systems ist, dass es keinen Mechanismus, um auszuschalten Stimulierung, andere als mechanische Entfernung der Kügelchen. Insbesondere ist der Eingriff des T-Zell-Rezeptor (TCR) mit dem Antigen: CD1d/MHC komplexen erzeugen typischerweise die immunologische Synapsen im Konzert mit Zubehör / Adhäsionsmoleküle, die an der Induktion von inhibitorischen Faktoren oder suppressive sowohl auf der T-Zelle und zur Folge haben kann Antigen-präsentierende Zelle. Im AAPC Systems können diese Faktoren durch die T-Zelle hochreguliert werden, aber der Wulst nicht drücken die zugehörigen Ligandenfür diese Rezeptoren.
Zusätzlich CD4 + NKT-Zellen nachgewiesen wurde Antitumor Antworten in Mäusen und Menschen zu unterdrücken, daher ist es möglich, dass nicht selektive Aktivierung aller NKT-Zellen (dh globalen Stimulation mit α-GalCer) oder der Aktivierung des falschen Teilmenge könnte zu unerwünschten immunologischen führen Ergebnisse. Folglich muss ein phänotypisch und funktionell zu charakterisieren den AAPC-expanded NKT-Zellpopulation. Wie in 4 gezeigt, haben wir gefunden, dass Stimulation mit α-GalCer beladenen AAPC anti-CD28 exprimieren kann NKT-Zellen produziert Th1, Th2 und Th17 Typs Zytokinen kommen. Murine Studien wurde berichtet, dass Herausforderung mit IL-33, ein kürzlich identifizierten Cytokin, in erhöhten Konzentrationen von zirkulierenden inflammatorischen Zytokinen wie IL-5 und IL-13 führte. Behandlung von NKT-Zellen mit IL-33 verstärkt ihrer Zytokinproduktion 20. IL-33 ist ein spezifischer Ligand für ST2 und es hat sich gezeigt, dass lösliches ST2 ca.n Block IL-33-Signalisierung. Somit, als ein Beispiel für eine zukünftige Anwendung könnte AAPC exprimieren ST2 erzeugt und verwendet werden, um zu bestimmen, ob eine selektiv könnte hemmen die Produktion von Th2 Zytokine unter Induzierung Th1 Zytokinsekretion von NKT-Zellen. Es wurde auch berichtet, dass iv Injektion von Kb-exprimierenden AAPC in C57BL / 6 Mäusen führte zu einer verringerten Lungenmetastasen von Tumor 21. Wichtig ist, zeigen diese Daten, dass AAPC Datenverkehr an die Lunge und sind in der Lage, Effektor-T-Zell-Untergruppen aktivieren. Daher könnte ein zu generieren mehrere Arten von AAPC und untersuchen das Zusammenspiel von Antigen-spezifischen T-Zell-Untergruppen. Zusammenfassend zeigen diese Studien, dass CD1d-Ig basierte AAPC verwendet werden, um normale zelluläre APC zu ersetzen, und haben das Potenzial, um aktuelle klinische Ansätze für NKT zellbasierten-Immuntherapie verbessern.
The authors have nothing to disclose.
Die Autoren bedanken sich bei Priyanka Subrahmanyam für hilfreiche Diskussionen danken. Die Autoren haben keine konkurrierenden finanzielles Interesse. Diese Arbeit wurde durch Zuschüsse aus dem American Cancer Society, NIH / NCI K01 CA131487, R21 CA162273, R21 CA162277 und P30 Tumorimmunologie und Immuntherapie Programm zum TJ Webb unterstützt. Der Inhalt ist allein in der Verantwortung der Autoren und nicht unbedingt die offizielle Meinung des National Cancer Institute oder dem 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) |