Aqui nós descrevemos um método para ativar e expandir células humanas NKT de granel populações de células T com células artificiais apresentando antígeno (AAPC). O uso de CD1d baseado AAPC fornece um método padronizado para a geração de números elevados de células NKT funcionais.
Natural killer T (NKT) são células de um único subconjunto de células T que exibem marcadores característicos de ambas as células assassinas naturais (NK) e células T 1. Ao contrário das células clássicas T, células NK reconhecem antigénio de lípidos no contexto das moléculas CD1 2. Células NKT expressam um rearranjo da cadeia invariante TCRα: Vα14Jα18 em ratos e em seres humanos Vα24Jα18, que está associado com cadeias Vp de diversidade limitada 3-6, e são referidos como canónicas ou invariante NKT (i NKT) células. Semelhante às células T convencionais, as células NKT se desenvolvem a partir de CD4-CD8-tímicas células T precursoras após a sinalização apropriada por CD1d 7. O potencial para utilizar células NKT para fins terapêuticos tem aumentado significativamente com a capacidade de estimular e expandir as células NKT humanas com α-galactosilceramida (α-GalCer) e uma variedade de citocinas 8. É importante notar que estas células mantiveram a sua origem phenotype, citocinas secretadas e exibida função citotóxica contra células tumorais. Assim, as células expandidas ex vivo NKT permanecer funcional e pode ser utilizado para a imunoterapia adoptiva. No entanto, células NKT imunoterapia baseada tem sido limitada pela utilização de células autólogas apresentadoras de antigénios e a quantidade e qualidade destas células estimuladoras pode variar substancialmente. Derivados de monócitos DC a partir de pacientes com cancro têm sido relatados para expressar níveis reduzidos de moléculas co-estimulatórias e produzir citocinas inflamatórias menos 9,10. De facto, em vez de DC murina APC autólogas foram utilizadas para testar a função das células NK de pacientes com LMC 11. No entanto, este sistema só pode ser utilizado para os testes in vitro a partir de células NKT não pode ser expandido por DC de murino e, em seguida, utilizada para uma imunoterapia adoptiva. Assim, um sistema padronizado que depende das células artificiais Antigen Presenting (AAPC) poderia produzir os efeitos estimulantes do DC sem as armadilhas do alo-ou xenogénicas cells 12, 13. Relata-se um método para gerar CD1d baseado AAPC. Desde o envolvimento do receptor de células T (TCR) por antígeno-CD1d complexos é uma exigência fundamental da ativação de células NKT, antígeno: CD1d-Ig complexos fornecem um método confiável para isolar, ativar e expandir as populações de células efetoras NKT.
AAPC pode ser usado para estudar os requisitos básicos para a activação das células NKT e tem valor clínico potencial para a expansão ex vivo de células T NK para uma imunoterapia adoptiva. Mescher et al. Descreveu um dos primeiros sistemas baseados em grânulos, em que biotinilado de MHC de classe I-péptido murino-construções de cadeia simples foram combinadas com moléculas co-estimuladoras B7.1 e B7.2 biotinilados via estreptavidina para a superfície de microesferas de látex 14, 15. Esta abordagem tem sido utilizada com sucesso para estimular específicas de antigénio de células T a partir de ratos transgénicos. Além disso, uma vez que esta abordagem utiliza uma única cadeia complexo MHC-peptídeo para garantir um carregamento homogénea de moléculas de MHC, cada antigénio do péptido alvo seria necessária uma nova transfecção quanto à expressão do complexo de cadeia única desejado MHC-peptídeo, limitando assim a generalidade da abordagem. É importante ressaltar que o grupo do Dr. Schneck de pioneira no talão baseada-AAPC, através do desenvolvimento de um outro não-celular AAPC talão base, Feito por acoplamento de HLA-Ig, o sinal 1 e anti-CD28, o sinal de 2, sobre as esferas magnéticas. HLA-Ig, uma única forma multimérica de HLA fundida a uma imunoglobulina andaime molecular 16, 17 foi desenvolvido pelo seu grupo. Subsequentemente, desenvolveram MHC-Ig baseado AAPC, que foram mostrados para expandir eficazmente CMV e MART-1 CTL específica 18. Aqui, demonstramos que CD1d-Ig AAPC base pode ser utilizada para expandir as células NKT funcionais. Um estudo foi utilizado um sistema semelhante para examinar a interacção física das células NK com CD1d 19.
Notavelmente, criamos uma célula artificial apresentando antígeno que é adaptável a todos os requisitos que achar necessário para a proliferação de células NKT ideal. O método de expansão AAPC fornece um método simples e confiável para a expansão e enriquecimento de células humanas NKT. Nosso AAPC pode ser modificado para avaliar sistematicamente o papel de um painel de moléculas co-estimulatórias potenciais e avaliar o seu papel na proliferação de células NKTção e função. Assim, AAPC representam uma tecnologia robusta versátil e útil para induzir a expansão de células NK. A geração de aAPCs demora menos de uma semana, e é adequado para a produção de grandes quantidades de grânulos. No entanto, um passo crítico na geração da AAPC é confirmar que CD1d-Ig é estavelmente imobilizado sobre a superfície dos grânulos e para avaliar a sua funcionalidade para garantir a consistência de lote para lote. Uma limitação potencial do sistema é que não existe um mecanismo para desligar a estimulação, excepto a remoção mecânica dos grânulos. Especificamente, o bloqueamento do receptor de células T (TCR) com o antigénio: Complexo CD1d/MHC tipicamente gerar a sinapse imunológica em conjunto com acessórios / adesão de moléculas, o que pode resultar na indução de factores inibidores ou supressor sobre tanto a célula T e célula que apresenta antigénios. No sistema de AAPC, estes factores podem ser regulada pela célula T, mas o cordão não irão expressar os ligandos cognatospara estes receptores.
Além disso, as células CD4 + NKT foram mostrados para suprimir as respostas anti-tumorais em ratinhos e seres humanos, por isso, é possível que a activação não selectiva de todas as células NK (por exemplo, estimulação global com α-GalCer) ou à activação do subconjunto errado pode resultar em indesejáveis imunológica resultados. Consequentemente, deve-se fenotipicamente e funcionalmente caracterizar a AAPC-expandido população de células NKT. Como mostrado na Figura 4, verificou-se que a estimulação com α-GalCer-carregado AAPC expressar anti-CD28 pode resultar células NKT produzem Th1, Th2 e citocinas do tipo Th17. Estudos em ratos relataram que o desafio com IL-33, uma citoquina recentemente identificada, resultou no aumento dos níveis circulantes de citocinas inflamatórias, tais como IL-5 e IL-13. O tratamento de células NKT com IL-33 aumentou a sua produção de citocinas 20. IL-33 é um ligando específico para ST2 e demonstrou-se que ca solúvel ST2n de blocos de IL-33 de sinalização. Assim, como um exemplo de uma possível aplicação, AAPC ST2 expressar pode ser gerado e utilizado para determinar se se pode inibir selectivamente a produção de citocinas do tipo Th2, enquanto a indução da secreção de citocinas Th1 pelas células NK. Também tem sido relatado que a injecção iv de Kb-expressando AAPC em ratinhos C57BL / 6 resultou em metástases do pulmão diminuiu de 21 tumores. Mais importante ainda, estes dados demonstram que o tráfego de AAPC para o pulmão e são capazes de activar células T efectoras subconjuntos. Portanto, pode gerar vários tipos de AAPC e examinar a interação entre antígeno subpopulações de células T específicas. Resumindo, estes estudos demonstram que CD1d-Ig AAPC base pode ser usada para substituir APC celular normal, e têm o potencial de melhorar as actuais abordagens clínicas para imunoterapia baseada em célula NKT-adoptiva.
The authors have nothing to disclose.
Os autores gostariam de agradecer a Priyanka Subrahmanyam para discussões úteis. Os autores não competindo interesse financeiro. Este trabalho foi financiado por doações do American Cancer Society, NIH / NCI K01 CA131487, CA162273 R21, R21 CA162277, e P30 Tumor Imunologia e Imunoterapia Programa para TJ Webb. O conteúdo é da exclusiva responsabilidade dos autores e não representam, necessariamente, a posição oficial do Instituto Nacional do Câncer ou o 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) |