Aquí se describe un método para activar y expandir las células NKT de granel poblaciones de células T usando células artificiales presentadoras de antígenos (AAPC). El uso de CD1d basado AAPC proporciona un método estandarizado para la generación de un número elevado de células NKT funcionales.
T asesinas naturales (NKT) las células son un subconjunto único de células T que muestran marcadores característicos de tanto natural killer (NK) y células T 1. A diferencia de las células T clásicas, las células NKT reconocer antígeno lipídico en el contexto de las moléculas CD1 2. Las células NKT expresan un reordenamiento de la cadena invariante TCRα: Vα14Jα18 en ratones y en seres humanos Vα24Jα18, que se asocia con cadenas de Vβ limitada diversidad 3-6, y se conocen como canónicas o invariante NKT (i NKT) células. Similar a las células T convencionales, las células NKT se desarrollan a partir CD4-CD8-tímicos células precursoras T después de la señalización apropiada por CD1d 7. El potencial para utilizar las células NKT con fines terapéuticos ha aumentado significativamente con la capacidad de estimular y expandir las células NKT humanos con α-galactosilceramida (α-GalCer) y una variedad de citoquinas 8. Es importante destacar que estas células conservan su phenotyp originalese, citocinas secretadas, y la función muestra citotóxica contra líneas de células tumorales. Así, expandidas ex vivo células NKT permanecer funcionales y se puede utilizar para la inmunoterapia adoptiva. Sin embargo, basado en célula NKT-inmunoterapia ha sido limitado por el uso de células autólogas presentadoras de antígeno y la cantidad y calidad de estas células estimuladoras puede variar sustancialmente. DC derivadas de monocitos de pacientes con cáncer se ha informado que expresan niveles reducidos de moléculas coestimuladoras y producen citoquinas inflamatorias menos 9,10. De hecho, en lugar de DC murino APC autólogas se han utilizado para probar la función de las células NKT de pacientes con LMC 11. Sin embargo, este sistema sólo puede ser utilizado para los ensayos in vitro ya que las células NKT no puede ser expandido en DC murina y entonces se utiliza para la inmunoterapia adoptiva. Por lo tanto, un sistema normalizado que se basa en células de antígeno artificiales Presentación (AAPC), podría producir los efectos estimulantes de DC sin los inconvenientes de alo o xenogénica cells 12, 13. En este documento, se describe un método para generar CD1d basado AAPC. Dado que el compromiso del receptor de células T (TCR) por los complejos antígeno-CD1d es un requisito fundamental de la activación de las células NKT, antígeno: CD1d-Ig complejos proporcionan un método fiable para aislar, activar y expandir las poblaciones de células efectoras NKT.
AAPC puede ser usado para estudiar los requisitos básicos para la activación de las células NKT y que tiene un valor clínico potencial para la expansión ex vivo de células T NK para la inmunoterapia adoptiva. Mescher et al. Describe uno de los primeros sistemas basados en el talón, donde la clase I del MHC murino biotinilado-péptido-constructos individuales de la cadena se combinaron con moléculas coestimuladoras biotinilados B7.1 y B7.2 través de la estreptavidina a la superficie de microesferas de látex 14, 15. Este enfoque ha sido utilizado con éxito para estimular antígenos específicos de células T de ratones transgénicos. Además, dado que este método utiliza una sola cadena de MHC-péptido para asegurar una carga homogénea de las moléculas del MHC, cada antígeno de péptido diana requeriría una nueva transfección para la expresión de la deseada cadena única MHC-péptido, por lo tanto limitar la generalidad de la enfoque. Es importante destacar que el grupo del Dr. Schneck fue pionero en la cuenta de base AAPC, desarrollando otro no celular AAPC basada en grano, Mediante acoplamiento HLA-Ig, la señal 1, y anti-CD28, señal 2, sobre perlas magnéticas. HLA-Ig, una forma única multimérico de HLA fusionado a una inmunoglobulina molecular andamio 16, 17 fue desarrollado por su grupo. Posteriormente, se desarrollaron MHC-Ig basado AAPC, que se ha demostrado que ampliar eficazmente CMV y MART-1 CTL específicos 18. Aquí, hemos demostrado que CD1d-Ig AAPC base puede utilizarse para expandir las células NKT funcionales. Un estudio ha utilizado un sistema similar para examinar la interacción física de las células NK con CD1d 19.
En particular, hemos diseñado una célula artificial que presenta antígeno que es adaptable a cualquier requerimiento que considere necesarios para la proliferación de células NKT óptima. El método de expansión de AAPC ofrece un método sencillo y fiable para la expansión y enriquecimiento de las células NKT humanos. Nuestra AAPC puede ser modificado para evaluar sistemáticamente el papel de un grupo de moléculas coestimuladoras potenciales y evaluar su papel en la proliferación de células NKTción y función. Así, AAPC representan una tecnología versátil robusta útiles para inducir y expandir las células NKT. La generación de aAPCs tarda menos de una semana y es adecuado para la producción de grandes cantidades de perlas. Sin embargo, un paso crítico en la generación de la AAPC es confirmar que CD1d-Ig se forma estable inmovilizado sobre la superficie de las perlas y para evaluar su funcionalidad para asegurar la consistencia de lote a lote. Una limitación potencial del sistema es que no hay un mecanismo para desactivar la estimulación, distinta de la separación mecánica de las perlas. Específicamente, el compromiso del receptor de células T (TCR) con el complejo antígeno: CD1d/MHC típicamente generar la sinapsis inmunológica en concierto con moléculas accesorias / de adhesión, lo que puede resultar en la inducción de factores de inhibición o supresión tanto de la célula T y célula presentadora de antígeno. En el sistema de AAPC, estos factores pueden ser regulado positivamente por la célula T, pero el talón no se expresan los ligandos afinespara estos receptores.
Además, las células CD4 + células NKT se ha demostrado que suprimen las respuestas antitumorales en ratones y seres humanos, por lo que es posible que la activación no selectiva de todas las células NKT (es decir, la estimulación global con α-GalCer) o la activación del subconjunto incorrecto podría resultar en inmunológica no deseada resultados. Por consiguiente, uno debe fenotípica y funcionalmente caracterizar la población de AAPC-expandida de células NKT. Como se muestra en la Figura 4, se ha encontrado que la estimulación con α-GalCer-cargado AAPC expresar anti-CD28 puede dar lugar a células NKT productoras de Th1, Th2, Th17 y citoquinas de tipo. Murino estudios han informado de que desafío con IL-33, una citoquina recientemente identificada, como resultado mayores niveles circulantes de citoquinas inflamatorias tales como IL-5 e IL-13-. El tratamiento de células NKT con IL-33 aumentaron su producción de citocinas 20. IL-33 es un ligando específico para ST2 y se ha demostrado que ca ST2 solublen bloque IL-33 de señalización. Así, como un ejemplo de una aplicación en el futuro, ST2 AAPC expresar podría ser generado y utilizado para determinar si uno podría inhibir selectivamente la producción de citocinas Th2 mientras que la inducción de la secreción de citocinas Th1 por las células NKT. También se ha informado de que la inyección iv de Kb-expresión de AAPC en C57BL / 6 ratones resultó en la metástasis pulmonar disminuida de tumor 21. Es importante destacar que estos datos demuestran que el tráfico de AAPC en el pulmón y son capaces de activar los subconjuntos de células T efectoras. Por lo tanto, se podría generar múltiples tipos de AAPC y examinar la interacción entre antígenos específicos subconjuntos de células T. En resumen, estos estudios demuestran que CD1d-Ig AAPC base se puede utilizar para reemplazar APC celular normal, y que el potencial de mejorar los actuales enfoques clínicos para la célula NKT-adoptiva basada en la inmunoterapia.
The authors have nothing to disclose.
Los autores desean agradecer a Priyanka Subrahmanyam útil para los debates. Los autores no tienen ningún interés financiero compitiendo. Este trabajo fue apoyado por becas de la Sociedad Americana del Cáncer, NIH / NCI K01 CA131487, CA162273 R21, R21 CA162277 y P30 inmunología tumoral y el Programa de Inmunoterapia en TJ Webb. El contenido es de exclusiva responsabilidad de sus autores y no representan necesariamente la opinión oficial del Instituto Nacional del Cáncer o los Institutos Nacionales de Salud.
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) |