Seguindo a preparação de um anticorpo monoclonal 64 Cu-modificados se ligar a um receptor de células T de murino transgico, as células T são radiomarcados in vivo, analisadas para a viabilidade, funcionalidade, estabilidade rotulagem e apoptose, e transferidas adoptivamente para ratinhos com uma via aérea hipersensibilidade de tipo retardado reacção para imagem não invasivo por tomografia de emissão de positrões / tomografia computadorizada (PET / CT).
Este protocolo ilustra a produção de 64 Cu e o quelante de conjugao / radiomarcação de um anticorpo monoclonal (mAb), seguido por cultura de células de linfócitos de murídeo e o receptor 64 de Cu-anticorpo segmentação das células. Avaliação in vitro do marcador radioactivo e não-invasivo de rastreamento de células in vivo num modelo animal de uma via respiratória de tipo retardado de reacção de hipersensibilidade (DTHR) por PET / CT são descritos.
Em detalhe, a conjugação de um mAb com o quelante de ácido 1,4,7,10-tetra-azaciclododecano-1,4,7,10-tetra-acético (DOTA) é mostrado. Após a produção de 64 Cu radioactivos, marcação radioactiva do mAb DOTA-conjugado é descrito. Em seguida, a expansão de ovalbumina de galinha (Cova) CD4 + espec�ico interferão (IFN) -γ produtoras de células T auxiliares (Cova-TH1) e a radiomarcação subsequente das células Cova-TH1 estão representados. Várias técnicas in vitro são apresentados para avaliar a effects de 64 Cu-radiomarcao sobre as células, tais como a determinação da viabilidade das células por exclusão do azul de tripano, a coloração para a apoptose com anexina V por citometria de fluxo, e a avaliação da funcionalidade por ensaio imunossorvente ligado a enzima de IFN-γ (ELISA) . Além disso, a determinação da incorporação radioactiva nas células e a estabilidade de marcação são descritos em detalhe. Este protocolo descreve ainda como realizar os estudos de seguimento de células em um modelo animal para uma DTHR das vias respiratórias e, por conseguinte, a indução de-induzida das vias respiratórias Cova DHTR aguda em ratinhos BALB / c está incluído. Finalmente, um fluxo de trabalho / CT robusta PET incluindo aquisição de imagem, reconstrução e análise é apresentada.
A abordagem de direccionamento do receptor 64 de Cu-anticorpo com a internalização do receptor subsequente proporciona uma elevada especificidade e estabilidade, reduzida toxicidade celular, e as taxas de efluxo baixos em comparação com PET-traçadores comuns para marcação celular, por exemplo, 64 Cu-pyruvaldehyde bis (N-4-metiltio-semicarbazona) (64 Cu-PTSM). Finalmente, a nossa abordagem permite não invasiva no rastreamento de células in vivo por PET / CT com uma óptima relação sinal-para-fundo durante 48 h. Esta abordagem experimental pode ser transferido para modelos animais e tipos de células diferentes com receptores ligados a membranas que são internalizados.
Rastreamento de células não-invasiva é um instrumento versátil para monitorizar a função celular, migração e homing in vivo. Estudos recentes de rastreamento de células têm-se centrado no mesenquimais 1, 2 ou da medula óssea derivadas de células estaminais 3 no contexto da medicina regenerativa, as células brancas do sangue perifico autogos em inflamação ou linfócitos T em terapias de células adoptivas contra cancro de 3, 4. A elucidação dos locais de acção e os princípios subjacentes biológicos de terapias à base de células é de grande importância. Linfócitos T citotóxicos CD8 +, por engenharia genética do receptor de antigénio quimérico (CAR) células T ou linfócitos que se infiltram no tumor (TIL) foram amplamente considerada como o padrão de ouro. No entanto, as células TH1 específicas para o antigénio associado a tumores provaram ser uma alternativa eficaz opção de tratamento 4, </ sup> 5, 6, 7.
Como actores-chave na inflamação, as doenças auto-imunes específicas de órgãos (por exemplo, artrite reumatóide ou asma brônquica), e células de elevado interesse em imunoterapia do cancro, é importante caracterizar a distribuição e homing padrões temporais de células TH1. Não invasiva in vivo de imagiologia por PET apresenta, um método altamente sensível quantitativa 8 para analisar os padrões de migração celular, no retorno in vivo, e os sítios de acção de células T e respostas durante a inflamao, alergias, infecções ou de rejeição de tumor 9, 10, 11.
Clinicamente, 111In-oxina é usado para cintigrafia de leucócitos para a discriminação de inflamação e infecção de 12, enquanto que 2-desoxi-2- (18F) fluoro-D-glucose (18F-FDG) é comumente utilizada para estudos de rastreio celular por PET 3, 13. Uma grande desvantagem deste marcador de PET, no entanto, é a meia-vida curta do radionuclídeo 18 M em 109,7 min e a baixa estabilidade intracelular que impede a imagiologia em pontos de tempo mais tardios após a transferência adoptiva de células. Para longo prazo, os estudos in vivo de rastreio celular por PET, embora instável nas células, 64 Cu-PTSM é frequentemente usado para marcar as células não especificamente 14, 15, com efeitos prejudiciais minimizadas sobre a viabilidade das células T e a função de 16.
Este protocolo descreve um método para reduzir ainda mais os efeitos desvantajosos sobre a viabilidade e função das células utilizando um receptor de células T (TCR) de mAb marcado radioactivamente espec�ico. Em primeiro lugar, a produção do radioisótopo 64 Cu, a conjugação do mAb KJ1-26 com the quelante DOTA, e o subsequente 64 de Cu-radiomarcação são mostrados. Num segundo passo, o isolamento e a expansão de células TH1 Cova-de ratinhos dadores DO11.10 e a radiomarcação com 64Cu-carregado DOTA-conjugado mAb KJ1-26 (64 Cu-DOTA-KJ1-26) são descritos em detalhe. A avaliação dos valores de absorção e de efluxo de radioactividade com um calibrador de doses e pela y-contagem, respectivamente, bem como a avaliação dos efeitos de 64 Cu-radiomarcao sobre a viabilidade celular por exclusão com azul de tripano e funcionalidade com ELISA y IFN-são apresentados . Para não invasiva no rastreamento de células in vivo, o desencadeamento de um modelo de ratinho de-induzida aguda das vias aéreas Cova DTHR e aquisição de imagem por PET / CT após transferência adoptiva de células encontram-se descritos.
Além disso, esta abordagem de marcao podem ser transferidos para diferentes modelos de doença, as células T de murídeo com diferentes TCRs ou células gerais de interesse com receptores ligados a membranas ou mar expressãokers subjacente membrana contínua de vaivém 17.
Este protocolo apresenta um método de confiança e fácil de radiomarcar estavelmente células para o rastreamento in vivo por PET. Utilizando este método, as células Cova-TH1, isoladas e expandidas in vitro a partir de ratinhos dadores, poderia ser marcado radioactivamente com 64 Cu-DOTA-KJ1-26-mAb e sua homing foi rastreado para o LNS pulmonares e perithymic como locais de apresentação em um Cova Cova-induzida DTHR aguda das vias aéreas.
A modificação d…
The authors have nothing to disclose.
Os autores agradecem a Dr. Julia Mannheim, Walter Ehrlichmann, Ramona Stumm, Funda Cay, Daniel Bukala, Maren Harant, bem como Natalie Altmeyer pelo apoio durante a análise experiências e dados. Este trabalho foi apoiado pela Werner Siemens-Foundation, o DFG através do SFB685 (B6 projeto) e Fortune (2309-0-0).
HCl, Suprapur | Merck, Darmstadt, Germany | 1.00318 | 64Cu production |
Methanol, Suprapur | Merck, Darmstadt, Germany | 1.06007 | 64Cu production |
Isopropanol, Suprapur | Merck, Darmstadt, Germany | 1.0104 | 64Cu production |
Pt/Ir (90/10) plate | Ögussa | Custom made | 64Cu production |
PEEK chamber | Ögussa | Custom made | 64Cu production |
64Ni | Chemotrade | 64Cu production | |
Polygram SIL G/UV 254 plate | Macherey-Nagel | 805021 | 64Cu production |
Ion exchange column | BioRad | AG1-X8 | 64Cu production |
Solid state target system for PETtrace | WKL | costum made | 64Cu production |
64Cu work-up module | WKL | costum made | 64Cu production |
Dose calibrator | Capintec | CRC-25R | |
PETtrace cyclotron | General Electric Medical Systems | ||
DOTA-NHS | Macrocyclics | B-280 | DOTA-conjugation |
Anti-cOVA-TCR antibody (KJ1-26) | Isolated from hybridoma cell culture | DOTA-conjugation | |
Na2HPO4 | Sigma-Aldrich | 71633 | DOTA-conjugation |
H+ Chelex 100 | Sigma-Aldrich | C7901 | DOTA-conjugation |
Amicon Ultra-15 filter unit | Merck Millipore | UFC910008 | DOTA-conjugation |
Rotipuran ultrapure water | Carl Roth | HN68.3 | DOTA-conjugation |
Ammonium acetate | Sigma-Aldrich | 32301 | DOTA-conjugation |
PBS | University Tuebingen | DOTA-conjugation | |
Micro Bio-spin P-6 column | Bio-Rad Laboratories | 7326221 | DOTA-conjugation |
Sodium citrate | Sigma-Aldrich | 71497 | DOTA-conjugation |
Cyclone Plus PhosphorImager | Perkin-Elmer | L2250116 | DOTA-conjugation |
DMEM | Merck Millipore | 102568 | ingredient for T cell medium |
FCS | Merck Millipore | S0115/1004B | ingredient for T cell medium |
Sodium pyruvate | Merck Millipore | L0473 | ingredient for T cell medium |
MEM-amino acids | Merck Millipore | K0293 | ingredient for T cell medium |
HEPES | Merck Millipore | L 1613 | ingredient for T cell medium |
Penicillin/Streptomycin | Merck Millipore | A2212 | ingredient for T cell medium |
0.05 mM 2-β-mercaptoethanol | Sigma-Aldrich | M3148 | ingredient for T cell medium |
DO11.10 mice | in-house breeding | TH1 cell culture | |
DPBS | Gibco | 14190144 | TH1 cell culture |
Cell strainer 40 µm | Corning | 352340 | TH1 cell culture |
ACK Lysing Buffer | Lonza | 10-548E | TH1 cell culture |
CD4 MicroBeads, mouse | Miltenyi Biotech | 130-097-145 | TH1 cell culture |
QuadroMACS separator | Miltenyi Biotech | 130-090-976 | TH1 cell culture |
LS column | Miltenyi Biotech | 130-042-401 | TH1 cell culture |
anti-CD4 antibody (Gk1.5) | Isolated from hybridoma cell culture | TH1 cell culture | |
anti-CD8 antibody (5367.2) | Isolated from hybridoma cell culture | TH1 cell culture | |
Anti-rat antibody (MAR18.5) | Isolated from hybridoma cell culture | TH1 cell culture | |
Rabbit complement MA | tebu-Bio | CL3221 | TH1 cell culture |
Anti-IL-4 antibody (11B11) | Isolated from hybridoma cell culture | TH1 cell culture | |
cOVA 323-339-peptide | EMC-micro-collections | Custom order | TH1 cell culture |
CPG1668-oligonucleotides | Eurofins MWG Operon | Custom order | TH1 cell culture |
IL-2 | Novartis | 65483-116-07 | TH1 cell culture |
96-well plates | Greiner | 655180 | TH1 cell culture |
24-well plates | Greiner | 662160 | TH1 cell culture |
cell culture flask | Greiner | 660175 | TH1 cell culture |
48-well plates | Greiner | 677 180 | cell labeling |
Gammacell 1000 | Best Theratronics | via inquiry | |
Gulmay RT225 | Gulmay | via inquiry | |
Trypan blue | Merck Millipore | L6323 | in vitro evaluation |
Mouse IFN-γ ELISA | BD Biosciences | 558258 | in vitro evaluation |
PE Annexin V Apoptosis Detection Kit | BD Biosciences | 559763 | in vitro evaluation |
Tube 5 ml | Sarstedt | 55.476 | in vitro evaluation |
Round-bottom tubes | BD Biosciences | 352008 | in vitro evaluation |
Wizard γ-counter | Perkin-Elmer | 2480-0010 | in vitro evaluation |
ELISA Reader MultiscanEX | Thermo Fisher Scientific | 51118177 | in vitro evaluation |
Microscope | Leica | via inquiry | in vitro evaluation |
BD LSRII | BD Biosciences | via inquiry | in vitro evaluation |
BALB/c mice | Charles River | 028 | in vivo cell trafficking |
Aluminum gel | Serva Electrophoresis | 12261.01 | in vivo cell trafficking |
Xylazine | Bayer HealthCare | Ordered via University hospital | in vivo cell trafficking |
Ketamine | Ratiopharm | Ordered via University hospital | in vivo cell trafficking |
Isoflurane | CP-Pharma | Ordered via University hospital | in vivo cell trafficking |
30G needle | BD Biosciences | 304000 | in vivo cell trafficking |
Syringe | BD Biosciences | 11612491 | in vivo cell trafficking |
Capillaries 10 µl | VWR | 612-2439 | |
Inveon PET scanner | Siemens Healthineers | no longer available | in vivo cell trafficking, alternative companies: Bruker, Mediso |
Inveon SPECT/CT scanner | Siemens Healthineers | no longer available | in vivo cell trafficking |
Inveon Research Workplace | Siemens Healthineers | image analysis, alternative software: Pmod |