Las células T que expresan un receptor CD19 específico de antígeno quimérico (CAR) se infunden como tratamiento de investigación de células B malignas en nuestros primero en humanos ensayos de terapia génica. Se describe la modificación genética de las células T utilizando el<em> La Bella Durmiente</em> (SB) sistema para introducir CD19-CAR específico y selectivo en la propagación diseñador CD19 + células presentadoras de antígeno artificiales.
La potencia de grado clínico células T se puede mejorar mediante la combinación de la terapia génica con inmunoterapia para diseñar un producto biológico con potencial para la superior (i) el reconocimiento de antígenos asociados a tumores (TAA), (ii) la persistencia después de la infusión, (iii) potencial para la migración a los sitios tumorales, y (iv) la capacidad para reciclar funciones efectoras en el microambiente tumoral. La mayoría de los enfoques para la manipulación genética de las células T diseñadas para aplicación en seres humanos han utilizado retrovirus y lentivirus para la expresión estable de CAR 1-3. Este enfoque, aunque compatible con la práctica actual de fabricación (NCF), puede ser costoso ya que se basa en la fabricación y liberación de grado clínico virus recombinante a partir de un número limitado de instalaciones de producción. La transferencia electro-de plásmidos no virales es una alternativa atractiva a la transducción desde especies de ADN puede ser producido a grado clínico a aproximadamente 1/10 de los costes de recombinhormiga GMP-grado virus. Para mejorar la eficiencia de la integración nos adaptamos Bella Durmiente (SB) transposón y transposasa humano para 4-8 aplicaciones. Nuestro sistema SB utiliza dos plásmidos de ADN que constan de un transposón que codifica para un gen de interés (por ejemplo, 2 ª generación CD19 específico de transgén CAR, designado CD19RCD28) y una transposasa (por ejemplo SB11) que se inserta el transgén en dinucleótido TA repite 9-11 . Para generar números clínicamente suficiente de células T modificadas genéticamente que utilizamos K562-derivados de las células presentadoras de antígeno artificiales (AAPC) (clon n º 4) modificadas para expresar un TAA (por ejemplo, CD19), así como las moléculas coestimuladoras de células T CD86, CD137L, una unida a la membrana versión de la interleucina (IL) -15 (péptido fusionado a modified IgG4 región Fc) y CD64 (Fc-γ receptor 1) para la carga de anticuerpos monoclonales (mAb) 12. En este informe, demuestran los procedimientos que se pueden realizar en compliance con cGMP para generar CD19 específico CAR + células T adecuadas para aplicación humana. Esto se logró mediante la síncrono electro-transferencia de dos plásmidos de ADN, un transposón SB (CD19RCD28) y una transposasa SB (SB11), seguido por la recuperación de los integrantes estables por las adiciones cada-7-días (ciclo de estimulación) de γ-irradiado AAPC (clon n º 4) en presencia de IL-2 soluble recombinante humano y 13 IL-21. Típicamente 4 ciclos (28 días de cultivo continuo) se llevan a cabo para generar números clínicamente atractivas de las células T que expresan de manera estable el CAR. Esta metodología para la fabricación de grado clínico CD19 específico de células T se pueden aplicar a las células T derivadas de sangre periférica (PB) o sangre de cordón umbilical (UCB). Por otra parte, este enfoque puede ser aprovechada para generar células T a diversos tipos de tumores por el emparejamiento de la especificidad de la CAR introdujo con la expresión de la TAA, reconocida por la CAR, en la AAPC.
Transposón y sistemas de transposasa, tales como de piggyBac 12,19 y SB 18,20-22, son no virales enfoques de terapia génica que son una alternativa a viral mediada por la transducción de grado clínico CAR + células T. El SB fue elegido como el sistema de transferencia génica basado en su potencial para la terapia génica humana 1,6,23. Hemos desarrollado las tecnologías duales de transposición SB (para introducir un coche) y la adición recursiva de γ-irradiado AAPC (para recuperar células T modificadas genéticamente que expresan establemente un CAR) para servir como tecnologías de la plataforma en la fabricación de células T específicas de TAA en cumplimiento con cGMP para la Fase I / II de ensayos (Figura 4). Después de 28 días (cuatro días-7 ciclos de estimulación) de co-cultivo sobre γ-irradiado AAPC, que generalmente son capaces de generar por lo menos ~ 10 10 modificados genéticamente las células T adecuadas para aplicaciones en seres humanos. Según sea necesario, ciclos adicionales de estimulación pueden ser emprendido to generar un mayor número de células T modificadas genéticamente. Además, si menos CAR + células T son necesarios, el enfoque de la electroporación y la propagación puede ser reducido empleando un menor número de cubetas y llevar adelante sólo una sub-conjunto de las células T expandidas numéricamente para las siguientes rondas de proliferación en AAPC al comienzo de cada Estimulación ciclo. La mayoría de la electroporación y se propagan las células T recolectadas para perfusión expresan de manera estable el CAR. La extensión de las células CD4 + y CD8 + células T que expresan nuestra 2 ª generación CAR incluyen las células con un fenotipo de memoria / ingenua y presentan tres características de la re-dirigido especificidad. En primer lugar, las células genéticamente modificadas T específicamente lisar objetivos CD19 +, en segundo lugar, producir IFN-γ en respuesta a células estimuladoras CD19 + y en tercer lugar, proliferan en respuesta a CD19 + células alimentadoras, todas en una manera dependiente del automóvil 13,18. Nuestro enfoque integrcomió un transgén CAR por electro-transferencia de plásmidos de ADN no virales del sistema SB puede llevarse a cabo en las células T quiescentes primarios derivados de PB y UCB. Nosotros y otros han modificado genéticamente células K562 para servir como AAPC para propagar eficazmente números clínicamente suficiente de células T para la infusión 24,25. La AAPC y el medio ambiente de cultivo de tejidos (por ejemplo, la adición de IL-21) se han se han modificado para generar el paciente y el donante derivado de CD19 de células T específicas para perfusión después de células madre hematopoyéticas trasplante (Tabla 1) 13,18. Podemos producir CAR + células T de PB simplemente obtenida por punción venosa que evita el coste, el malestar y molestias de obtener MNC de PB por aféresis. La posibilidad de obtener un gran número de CAR + células T de un pequeño número de empresas multinacionales es especialmente atractivo para la infusión de las células T después de trasplante alogénico trasplante UCB. El pequeño tamaño y el anonimato del donante neonatal se opone a re-Acceder a este individuo en un punto de tiempo más tarde y sólo un número limitado de cosechada MNC están disponibles como material de partida para la fabricación de células T para evitar la interferencia con la hematopoyesis. Otros avances en el proceso de fabricación en curso para incluir un dispositivo de electroporación de alto rendimiento junto con un biorreactor WAVE completamente cerrada para minimizar la manipulación. En total, el SB y AAPC son atractivas plataformas para generar CD19 específico de CAR + células T que pueden ser adaptados para generar grandes números de células T modificadas genéticamente que pueden reconocer alternativas de la superficie celular TAA en el cumplimiento de cGMP.
The authors have nothing to disclose.
Los autores desean agradecer al Dr. Carl June (Universidad de Pennsylvania) para generar y proporcionar ayuda clon AAPC º 4 y el Dr. Perry Hackett (Universidad de Minnesota) para obtener ayuda con el sistema de SB.
Apoyo de la donación: Cancer Center Core Grant (CA16672); SR1 (CA124782, CA120956, CA141303), R33 (CA116127), P01 (CA148600); SPORE (CA136411), Albert J Ward Foundation; Burroughs Wellcome Fondo; Gillson Longenbaugh Foundation; Prevención del Cáncer y el Instituto de Investigación de Texas; CLL Global Research Foundation, el Departamento de Defensa, Bienes de Noelan L. Bibler, Harry T. Mangurian, Jr., el Fondo para la Inmunoterapia leucemia, el Instituto de la terapia del cáncer personalizado, Sociedad de Leucemia y Linfoma, Linfoma Fundación de Investigación; MDACC Hermana Institución Red Fondo; Miller Foundation; Sr. Herb Simons, el señor y la señora Joe H. Scales, el Sr. Thomas Scott, de la Fundación Nacional para la Investigación del Cáncer, la Fundación Pediátrica de Investigación del Cáncer; asistenc Produccióne de terapias celulares (PACT), William Lawrence y la Fundación Blanche Hughes para la Infancia.
Reagents | Vendor | Catalogue number | |||||||||||||
Reagents | |||||||||||||||
DNA plasmid expressing GFP (pmaxGFP) | Lonza | VPA-1002 (kit) | |||||||||||||
PBS | Sigma | D8537 | |||||||||||||
CliniMACS PBS-EDTA | Miltenyi Biotec | 70026 | |||||||||||||
HyQ RPMI-1640 | Thermo Scientific | SH30096.01 | |||||||||||||
Phenol Free RPMI-1640 | Thermo Scientific | SH30605.01 | |||||||||||||
Hyclone Fetal Bovine Serum | Thermo Scientific | SH3007003HI | |||||||||||||
GlutaMAX (100x) | Gibco | 3505-061 | |||||||||||||
Ficoll-Paque | GE Healthcare Biosciences | 17-1440-02 | |||||||||||||
Recombinant human IL-21 | PeproTech | AF-200-21 | |||||||||||||
Recombinant human IL-2 (Proleukin) | Novartis | NDC 65483-116-07 | |||||||||||||
Human T cell Kit (Nucleofector Solution) | Lonza | VPA-1002 | |||||||||||||
CliniMACS CD56 Reagent | Miltenyi | 70206 | |||||||||||||
FITC-conjugated to mouse mAb specific for human CD3 | BD Biosciences | 349201 | |||||||||||||
APC-conjugated to mouse mAb specific for human CD4 | BD Biosciences | 340443 | |||||||||||||
PerCPCy5.5-conjugated to mouse mAb specific for human CD8 | BD Biosciences | 341051 | |||||||||||||
PE-conjugated to F(ab’)2 fragment of goat antibody specific for human Fcγ | Invitrogen | H10104 | |||||||||||||
Sodium Azide | Sigma | S2002 | |||||||||||||
Disposables | |||||||||||||||
12-well plate | Corning | 3513 | |||||||||||||
T-75 cm2 flask | Corning | 430641 | |||||||||||||
Culture bags | Vue Life | 290C; 750C | |||||||||||||
50 ml centrifuge tube | BD Biosciences | 352098 | |||||||||||||
Equipment | |||||||||||||||
Amaxa Nuceleofector II | Lonza | AAB-1001 | |||||||||||||
Cellometer | Nexcelom Bioscience | Cellometer Vision | |||||||||||||
Sorvall Legend RT Centrifuge | Sorvall | 75004377 | |||||||||||||
BD FACS Calibur | BD Biosciences | 342975 | |||||||||||||
Controlled rate freezer | Planer | Kryo 750 | |||||||||||||
Irradiator | CIS bio International | IBL-437 C#09433 | |||||||||||||
Complete Culture Media (CCM) (stored at 4 °C for up to 30 days) Flow Cytometry Buffer (stored at 4 °C for up to 30 days) |