Summary

Generación de células madre pluripotentes inducidas a partir de melanoma humano linfocitos infiltrantes de tumores,

Published: November 11, 2016
doi:

Summary

The goal of this protocol is to show the protocol for reprogramming melanoma tumor-infiltrating lymphocytes into induced pluripotent stem cells.

Abstract

La transferencia adoptiva de la expandidas ex vivo linfocitos autólogos infiltrantes de tumor (TIL) puede mediar respuestas duraderas y completas en subconjuntos significativos de los pacientes con melanoma metastásico. Los principales obstáculos de este enfoque son la reducción de la viabilidad de las células T transferidas, causadas por acortamiento de los telómeros y el número limitado de TIL obtenidos a partir de pacientes. células T diferenciadas menos con telómeros largos serían un subconjunto de células T ideal para la terapia adoptiva de células T, sin embargo, la generación de un gran número de estas células T menos diferenciadas-es problemática. Esta limitación de la terapia adoptiva de células T puede ser teóricamente superar mediante el uso de células madre pluripotentes inducidas (iPSCs) que auto-renovación, mantener los telómeros pluripotencia, han alargado, y proporcionar una fuente ilimitada de células T autólogas para la inmunoterapia. A continuación, se presenta un protocolo para generar células iPS utilizando vectores de virus Sendai para la transducción de factores de reprogramación en los TIL. Este protocolo generas, clones libres de vectores totalmente reprogramadas. Estas células iPS derivadas de TIL podrían ser capaces de generar células T en el paciente y específicos de tumores menos diferenciados para la terapia adoptiva de células T.

Introduction

Tecnología de reprogramación celular que permite la generación de células madre pluripotentes inducidas (iPSCs) a través de la sobreexpresión de un conjunto definido de factores de transcripción es una gran promesa en el campo de las terapias basadas en células 1,2. Estas células iPS exhibir características transcripcionales y epigenéticos y tienen la capacidad de auto-renovación y pluripotencia, de manera similar a las células madre embrionarias (ESC) 3-5. Notables progresos realizados en la técnica de reprogramación durante la última década ha permitido generar células iPS humanas, incluso a partir de células terminalmente diferenciadas, tales como las células T 6-8. T iPSCs derivadas de células (TiPSCs) conservan la misma configuración reordenado de genes de la cadena del receptor de células T (TCR) como las células T originales, lo que permite la regeneración de las células T específicas de antígeno de TiPSCs 9-11.

Casi el 80% de los linfocitos infiltrantes de melanoma (TIL) obtenido a partir de tumor de un paciente reconoce específicamente asociado a un tumor antígenos unand mantener la citotoxicidad contra las células cancerosas originales 12. En particular, se encontró que la expresión de la muerte celular programada proteína-1 (PD-1) en los TIL para identificar el repertorio reactivos con tumor autólogo, incluyendo mutado CD8-neoantígeno específica + linfocitos 13. La transferencia adoptiva de ex-vivo TILs autólogos expandidos en combinación con regímenes de lymphodepleting preparativa y la administración sistémica de la interleucina-2 (IL-2) puede causar regresión sustancial de melanoma metastásico en subgrupos de pacientes 14. A pesar de los resultados alentadores en modelos preclínicos y en pacientes, la mala supervivencia de las células T infundidos y la existencia de vías inmunosupresores parecen poner en peligro todo el potencial de la terapia adoptiva de células T. Protocolos clínicos actuales requieren una extensa manipulación ex vivo de las células T autólogas con el fin de obtener grandes cantidades. Esto resulta en la generación de células T diferenciadas terminalmente que tienen pobre supervivencia, reducción de la proliferative capacidad, y altos niveles de PD-1 15.

Esta limitación de la terapia adoptiva de células T puede ser teóricamente superar mediante el uso de células iPS que pueden proporcionar una fuente ilimitada de células T autólogas para la inmunoterapia. Recientemente hemos informado de la reprogramación del melanoma TIL que expresan altos niveles de PD-1 por el virus Sendai (SEV) transducción mediada de los cuatro factores de transcripción, OCT3 / 4, Sox2, Klf4 y c-MYC 16. Mientras que los vectores retrovirales requieren la integración en los cromosomas del hospedador para expresar genes de reprogramación, vectores SeV no se permite la integración y finalmente son eliminados del citoplasma. La reprogramación de la eficiencia es mucho mayor con un sistema de SeV en comparación con lentivirus o retrovirus vectores 6-8. Además, SEV puede reprogramar específicamente a las células T en células mononucleares de sangre periférica (PBMCs), mientras que algunos clones IPSC generados por lentivirus o vectores de retrovirus pueden ser de linajes linfoides 6-8. A continuación, detallamoslos procedimientos implementados para el aislamiento y la activación de melanoma humano TIL y para la generación de iPSCs derivados de TIL utilizando un sistema de reprogramación de SeV.

Protocol

NOTA: Los pacientes deben dar su consentimiento informado para participar en la Junta de Revisión Institucional y Pluripotentes Stem Cell Comité aprobó el estudio. 1. Aislamiento y cultivo de TIL Obtener material tumor que no se requiere para el diagnóstico histopatológico del núcleo de contrato de servicios de patología / tejido. Coloque 20-100 g de muestras de tumor en un tubo de 50 ml con 30 ml de medio de recogida tumorales (Tabla 1). Diseccio…

Representative Results

La figura 1 muestra la visión general del procedimiento que implica la expansión inicial del melanoma TIL con rhIL-2, que es seguido por la activación con anti-CD3 / CD28 y la transferencia de genes de OCT3 / 4, Klf4, SOX2, y c-MYC a TILs para la generación de iPSCs. Por lo general, los TIL en cultivo con rhIL-2 se empiezan a formar esferas 21-28 días después del inicio del cultivo. En este punto, los TIL son listo para ser activado con anti-CD3 / CD28. La …

Discussion

Aquí, hemos demostrado un protocolo para la reprogramación de los TIL de melanoma de células iPS por transducción mediada por SeV de los cuatro factores de transcripción OCT3 / 4, Sox2, Klf4 y c-myc. Este enfoque, utilizando un sistema de SeV para reprogramar las células T, ofrece la ventaja de un método no integración de 7.

Un estudio previo mostró que un sistema de reprogramación de SeV fue altamente eficaz y fiable para reprogramar fibroblastos no sólo, sino también…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

We thank Ms. Deborah Postiff and Ms. Jackline Barikdar in the Tissue Procurement Core and Dr. Cindy DeLong in the Pluripotent Stem Cell Core Laboratory at the University of Michigan for her technical assistance. This study was supported by University of Michigan startup funding and grants from the Central Surgical Association, American College of Surgeons, Melanoma Research Alliance, and NIH/NCI (1K08CA197966-01) to F. Ito.

Materials

gentle MACS C Tubes Miltenyi Biotec 130-093-237
gentle MACS Dissociator Miltenyi Biotec 130-093-235
Tumor Dissociation Kit, human Miltenyi Biotec 130-095-929
RPMI 1640 Life technologies 11875-093
Falcon 70 um Cell Strainer BD 352350
BD Falcon 50ml Conical Cntrifuge tubes BD 352070
IMDM Life technologies 12440053
human AB serum Life technologies 34005100
L-glutamine (200mM) Life technologies 25030-081
2-mercaptoethanol (1000x, 55mM) Life technologies 21985-023
Penicillin-Streptomycin  Life technologies 15140-122
gentamicin Life technologies 15750-060
Ficoll-Paque PLUS GE 17-1440-02
D-PBS (-) Life technologies 14040-133
recombinant human (rh) IL-2 Aldesleukin, Prometheus Laboratories Inc.
Purified NA/LE Mouse Anti-Human CD3 BD 555329
Purified NA/LE Mouse Anti-Human CD28 BD 555725
X-VIVO 15 Lonza 04-418Q
FBS Gibco 26140-079
HEPES Life technologies 15630-080
N-Acetylcysteine Cumberland Pharmaceuticals Inc. NDC 66220-207-30
Falcon Tissue Culture Plates (6-well) Corning 353046
Falcon Tissue Culture Plates (24-well) Corning 353047
Sendai virus vector DNAVEC
SNL feeder cells Cell Biolabs, Inc CBA-316
mitomycin C SIGMA M4287 soluble in water (0.5 mg/ml)
gelatin SIGMA G1890
Primate ES Cell Medium Reprocell RCHEMD001 warm in 37 ℃ water bath before use
basic fibroblast growth factor (bFGF) Life technologies PHG0264
ReproStem Reprocell RCHEMD005 warm in 37 ℃ water bath before use

References

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Cite This Article
Saito, H., Iwabuchi, K., Fusaki, N., Ito, F. Generation of Induced Pluripotent Stem Cells from Human Melanoma Tumor-infiltrating Lymphocytes. J. Vis. Exp. (117), e54375, doi:10.3791/54375 (2016).

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