ديكستران يعزز كفاءة توصيل لينتيفيرال الخلايا ناغورني كاراباخ الابتدائي مورين والبشرية
Summary
وكان الهدف من هذه الدراسة وضع التكنولوجيات التي تسمح لتوصيل الجينات الناجحة في خلايا أولية الطبيعية (ناغورني كاراباخ) القاتل. ديكستران بوساطة توصيل لينتيفيرال للإنسان أو الماوس ناغورني كاراباخ الخلايا النتائج الأولية في أعلى كفاءات التعبير الجيني. هذا الأسلوب لتوصيل الجينات سيحسن ناغورني كاراباخ خلية التحوير الوراثي.
Abstract
تم توصيل فعالة من جينات محددة داخل الخلايا (ناغورني كاراباخ) القاتل الطبيعية تحديا كبيرا. ترانسدوكشنز ناجحة ذات الأهمية الحاسمة لتحديد دور الجينات للمصلحة في التنمية، والتمايز، ووظيفة خلايا ناغورني-كاراباخ. التطورات الأخيرة المتعلقة بمستقبلات مستضد تشيميريك (السيارات) في العلاج المناعي السرطان إبراز الحاجة إلى طريقة فعالة لتوصيل الجينات الخارجية إلى الخلايا الليمفاوية المستجيب. كفاءات ترانسدوكشنز لينتيفيرال بوساطة الجينات في الإنسان الأولية أو الماوس ناغورني كاراباخ الخلايا تبقى منخفضة إلى حد كبير، وهو عاملاً معوقا. إظهار التقدم الذي أحرز مؤخرا باستخدام البوليمرات الموجبة، مثل بوليبريني، كفاءة توصيل جينات محسنة في خلايا تي. ومع ذلك، فشل هذه المنتجات تحسين كفاءة توصيل الخلايا ناغورني-كاراباخ. هذا العمل يبين أن ديكستران، السكاريد غلوكان تشعبت، تحسن كبير في كفاءة توصيل للإنسان والماوس الأساسي ناغورني كاراباخ الخلايا. منهجية توصيل استنساخه بشدة هذا يوفر أداة مختصة للبشرية خلايا ناغورني كاراباخ الأولية، التي يمكن أن تحسن إلى حد كبير تطبيقات توصيل الجينات السريرية ومن ثم ناغورني كاراباخ المستندة إلى خلايا السرطان المناعي. ترانسدوسينج
Introduction
خلايا (ناغورني كاراباخ) القاتل الطبيعية هي السكان اللمفاوية الرئيسية ل نظام المناعة الفطرية1. ناغورني كاراباخ الخلايا تعمل كمدافعين عن السطر الأول من الاستجابة المناعية المضيف ضد الأورام والالتهابات2،،من34. ناغورني كاراباخ الخلايا أيضا دور مركزي في التنمية للتسامح من خلال إفراز السيتوكينات قوية والمستقطبات5. نظراً لقدرتها القوية على الهدف والقضاء على الخلايا السرطانية، تجري تجارب سريرية متعددة لتقييم المستمدة من المانحين ناغورني كاراباخ الخلايا البشرية أدوبتيفي المناعي للسرطان6،7. خلافا لخلايا T، علم الأحياء التنموي للخلايا ناغورني كاراباخ لم يكون جيدا تتسم8. وهذا الافتقار إلى المعرفة جزئيا بسبب عدم وجود تقنيات كفاءة إيصال جينات فائدة للماوس أو الخلايا البشرية الأولية في ناغورني كاراباخ. ولهذه الأسباب، قد أجريت معظم ناغورني كاراباخ-خلية دراسات في خطوط الخلايا بدلاً من الخلايا الأولية. ولذلك، الحاجة إلى بروتوكول موثوقة وفعالة ترانسدوسي الابتدائي ناغورني كاراباخ الخلايا التي تحتوي على الجينات التي تهم أمر حاسم.
وكان الهدف العام لهذه الدراسة صياغة طريقة متسقة وموثوق بها الذي يمكن ترانسدوسيد الخلايا ناغورني كاراباخ البشرية أو مورين الأولية بلينتى-أو الجزيئي.
أجريت الدراسات السابقة التي حاولت معالجة هذه المشكلة، إلى حد كبير استخدام التحويل عابرة من خلايا أولية في ناغورني كاراباخ. وهذا يشمل بلازميد تعداء9،10، فيروس ابشتاين-بار (EBV)/ناقل للفيروس الهجين11، متجهات اللقاحية12،13، و Ad5/F35 موجهات أدينوفيرال تشيميريك14. وعلى الرغم من كفاءة هذه التقنيات المتواضعة، يجعلها طبيعة عابرة لتوصيل غير صالحة للاستخدام طويل الأجل ناغورني كاراباخ الخلايا المحورة وراثيا. عدد قليل من الدراسات الأخيرة استخدمت نواقل فيروسات النسخ العكسي إلى ترانسدوسي الخلايا ناغورني كاراباخ، التي تتطلب دورات متعددة من العدوى تحقيق مستوى مقبول من الجينات التعبير11،15. على عكس نواقل فيروسات النسخ العكسي، يمكن استخدام ناقلات لينتيفيرال خلايا المضيف النووية استيراد الآلات إلى ترانسلوكاتي الفيروسية المجمع قبل الاندماج في النواة. وهذا عاملاً معوقا في النسخ المتماثل الفيروس في عدم تقسيم الخلايا التي تتضمن خلايا أولية في ناغورني كاراباخ.
التفاعلات بين مختلف مستقبلات سطح الخلية والجزيئات الفيروسية تسمح بامتصاص الفيروسي داخل الخلية. التعاقدات الأولية بين البروتينات الفيروسية المغلف وعلى مستقبلات المضيف المشابهة قد تكون محدودة بسبب الاتهامات السلبية المحتملة القائمة بين هذين. والأساس المنطقي وراء العديد من تقنيات توصيل هو أن إضافة البوليمرات الموجبة، مثل بوليبريني (Pb) أو كبريتات البروتامين (PS) ديكستران، يمكن إعطاء شحنة موجبة لمستقبلات سطح الخلية وزيادة ربط المغلف الفيروسي وبالتالي البروتينات. هذا سيزيد كفاءة الانصهار وامتصاص الجزيئات الفيروسية ب الخلايا16. على الرغم من أن أفيد بأن الجريدة الرسمية أو PS يمكن تحسين نقل الجينات في خلايا T17، تطبيقها لم يكن أي تأثير في كفاءة توصيل خلايا أولية في ناغورني كاراباخ. وعلاوة على ذلك، لم يتم إجراء تحليل مقارن بين هذه الكاشفات باستخدام خلايا أولية في ناغورني كاراباخ. في هذه الدراسة، تم مقارنة كفاءة توصيل للبوليمرات الموجبة ثلاثة. وتبين النتائج أن ديكستران فقط بين هذه البوليمرات الموجبة ثلاثة، يعزز إلى حد كبير كفاءة توصيل الفيروسية في الماوس والخلايا البشرية الأولية في ناغورني كاراباخ.
Protocol
Representative Results
Discussion
وتوضح هذه الدراسة أن استخدام ديكستران كعامل بوليمر الموجبة يعزز كفاءة توصيل لينتيفيرال الخلايا ناغورني كاراباخ الابتدائي مورين والبشرية على السواء. بالإضافة إلى ذلك، قد العوامل الموجبة الأخرى، مثل الجريدة الرسمية أو PS، أي تأثير ملحوظ على إيصال النواقل الفيروسية في الخلايا البشرية الأو…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ونحن نشكر ساماركو لوسيا ولولو لها عصير الليمون الوقوف للإلهام والحافز والدعم. هذا العمل كان تدعمها جزئيا AI102893 R01 المعاهد الوطنية للصحة ولجنة التحقيق الوطنية R01 CA179363 (س. م.)؛ نهلبي-HL087951 (ر. س)؛ المعاهد الوطنية للصحة-CA151893-K08 (M.J.R.)؛ NCI 1R01CA164225 (L.W)؛ مؤسسة الوقوف عصير الليمون أليكس (س. م.)؛ البرنامج هرهم الصندوق MACC (س. م.؛ س. ر.؛ M.S.T)؛ مؤسسة عائلة نيكولاس (س. م.)؛ الأسرة جارديتو (س. م.)؛ برنامج علماء هيونداي (M.S.T.)؛ أمل هيونداي موتورز (س)؛ الصندوق MACC (M.S.T.) و (س. م.؛ معهد البحوث للأطفال، صحة الأم والطفل (س)؛ وجائزة Fogerty دوفي كاثي (M.J.R.).
Materials
| Dextran | Sigma-Aldrich | 90-64-91-9 | |
| polybrene (Pb) | Sigma-Aldrich | TR-1003 | |
| protamine sulfate (PS) | Sigma-Aldrich | p3369 | |
| Trypsin | Corning | 25-052-CI | |
| RPMI1640 | Corning | 10-040-CV | |
| Fetal Bovine Serum | ATALANTA | S11150 | |
| Penicillin | Corning | 30-001-CI | |
| B-mercaptoethanol | SIGMA | M3148 | |
| sodium pyruvate | Corning | MT25000CI | |
| Interferon gamma (IFN-γ ) | eBioscience | 14-7311-85 | |
| Propidium lodding staining solution | BD | 51-66211E | |
| Lipofectamine 3000 | Thermo Fisher | L3000015 | |
| Isoflurane | PHOENIX | NDC 57319-559-05 | |
| NK cell negative selection kit | Stem Cell | 19855 | |
| Yac-1 | ATCC | TIB-160 | |
| K562 | ATCC | CCL-243 | |
| Mice | Jakson | 664 | |
| 293T cells | ATCC | CRL-3216 | |
| T75 flasks | Cornnig | 430641U | |
| antibody-based negative selection kits | Stem Cell | 19055 | |
| 51Chromium (Cr)-release assays | perkin elmer's | NEZ030 | |
| ELISA kits | Ebioscience | 00-4201-56 | |
| Sodium Butyrate | Sigma | 5887-5G | |
| Linear polyethylenimine | polysciences | 23966-2 | |
| Ficoll | GE Life Science | 17-1440-03 | |
| HBSS | Corning | 21-022-CV |
References
- Vivier, E., Tomasello, E., Baratin, M., Walzer, T., Ugolini, S. Functions of natural killer cells. Nat. Immunol. 9, 503-510 (2008).
- Zitvogel, L., Tesniere, A., Kroemer, G. Cancer despite immunosurveillance: immunoselection and immunosubversion. Nat. Rev. Immunol. 6, 715-727 (2006).
- Arina, A., et al. Cellular liaisons of natural killer lymphocytes in immunology and immunotherapy of cancer. Expert. Opin. Biol. Ther. 7, 599-615 (2007).
- Manilay, J. O., Sykes, M. Natural killer cells and their role in graft rejection. Curr. Opin. Immunol. 10, 532-538 (1998).
- Raulet, D. H., Vance, R. E. Self-tolerance of natural killer cells. Nat. Rev. Immunol. 6, 520-531 (2006).
- Chouaib, S., et al. Improving the outcome of leukemia by natural killer cell-based immunotherapeutic strategies. Front Immunol. 5, 95 (2014).
- Dulphy, N., et al. Underground Adaptation to a Hostile Environment: Acute Myeloid Leukemia vs. Natural Killer Cells. Front Immunol. 7, 94 (2016).
- Tran, J., Kung, S. K. Lentiviral vectors mediate stable and efficient gene delivery into primary murine natural killer cells. Mol. Ther. 15, 1331-1339 (2007).
- Maasho, K., Marusina, A., Reynolds, N. M., Coligan, J. E., Borrego, F. Efficient gene transfer into the human natural killer cell line, NKL, using the Amaxa nucleofection system. J. Immunol. Methods. 284, 133-140 (2004).
- Trompeter, H. I., Weinhold, S., Thiel, C., Wernet, P., Uhrberg, M. Rapid and highly efficient gene transfer into natural killer cells by nucleofection. J. Immunol. Methods. 274, 245-256 (2003).
- Becknell, B., et al. Efficient infection of human natural killer cells with an EBV/retroviral hybrid vector. J. Immunol. Methods. 296, 115-123 (2005).
- Jiang, K., et al. Syk regulation of phosphoinositide 3-kinase-dependent NK cell function. J. Immunol. 168, 3155-3164 (2002).
- Burshtyn, D. N., et al. Conserved residues amino-terminal of cytoplasmic tyrosines contribute to the SHP-1-mediated inhibitory function of killer cell Ig-like receptors. J. Immunol. 162, 897-902 (1999).
- Schroers, R., et al. Gene transfer into human T lymphocytes and natural killer cells by Ad5/F35 chimeric adenoviral vectors. Exp. Hematol. 32, 536-546 (2004).
- Imai, C., Iwamoto, S., Campana, D. Genetic modification of primary natural killer cells overcomes inhibitory signals and induces specific killing of leukemic cells. Blood. 106, 376-383 (2005).
- Denning, W., et al. Optimization of the transductional efficiency of lentiviral vectors: effect of sera and polycations. Mol. Biotechnol. 53, 308-314 (2013).
- Lamers, C. H., Willemsen, R. A., Luider, B. A., Debets, R., Bolhuis, R. L. Protocol for gene transduction and expansion of human T lymphocytes for clinical immunogene therapy of cancer. Cancer Gene Ther. 9, 613-623 (2002).
- Campeau, E., et al. A versatile viral system for expression and depletion of proteins in mammalian cells. PLoS. ONE. 4, e6529 (2009).
- Segura, M. M., Garnier, A., Durocher, Y., Ansorge, S., Kamen, A. New protocol for lentiviral vector mass production. Methods Mol. Biol. 614, 39-52 (2010).
- Rajasekaran, K., et al. Signaling by Fyn-ADAP via the Carma1-Bcl-10-MAP3K7 signalosome exclusively regulates inflammatory cytokine production in NK cells. Nat. Immunol. 14, 1127-1136 (2013).
- Regunathan, J., Chen, Y., Wang, D., Malarkannan, S. NKG2D receptor-mediated NK cell function is regulated by inhibitory Ly49 receptors. Blood. 105, 233-240 (2005).
- Awasthi, A., et al. Rap1b facilitates NK cell functions via IQGAP1-mediated signalosomes. J. Exp. Med. 207, 1923-1938 (2010).
- Rajasekaran, K., et al. Transforming Growth Factor-{beta}-activated Kinase 1 Regulates Natural Killer Cell-mediated Cytotoxicity and Cytokine Production. J Biol. Chem. 286, 31213-31224 (2011).
- Wolkowicz, R., Nolan, G. P., Curran, M. A. Lentiviral vectors for the delivery of DNA into mammalian cells. Methods Mol. Biol. 246, 391-411 (2004).
- Sutlu, T., et al. Inhibition of intracellular antiviral defense mechanisms augments lentiviral transduction of human natural killer cells: implications for gene therapy. Hum. Gene Ther. 23, 1090-1100 (2012).
- Cornetta, K., Anderson, W. F. Protamine sulfate as an effective alternative to polybrene in retroviral-mediated gene-transfer: implications for human gene therapy. J. Virol. Methods. 23, 187-194 (1989).
- Toyoshima, K., Vogt, P. K. Enhancement and inhibition of avian sarcoma viruses by polycations and polyanions. Virology. 38, 414-426 (1969).
- Jensen, M., et al. The bi-specific CD3 x NCAM antibody: a model to preactivate T cells prior to tumour cell lysis. Clin. Exp. Immunol. 134, 253-263 (2003).
