אנו מתארים פרוטוקול של 9 ימים עבור התמרה והתרחבות של דם היקפי רזוס מקוק תאים מונמוננקה שתשואות תאים עם ביטוי מעולה של הגנים של העניין במספר מספיק עבור מחקרי אינפוזיה של יעילות התא.
חיסוני המתעוררים לטיפול במחלות זיהומיות וסרטן לעתים קרובות כרוך התמרה של אוכלוסיות סלולריות עם גנים קידוד מחלות מיקוד החלבונים. לדוגמה, כצ קולטן אנטיגן (רכב)-T תאים לטיפול בסרטן וזיהומים נגיפי כרוך התמרה של תאים T עם גנים סינתטיים קידוד מולקולות רכב. מולקולות רכב להפוך את התאים T במיוחד לזהות ולהרוג סרטן או תאים נגועים virally. תאים יכולים גם להיות מהתמרה משותפת עם גנים אחרים של עניין. לדוגמה, תאים יכולים להיות משותפים עם גנים קידוד חלבונים היעד תאים למיקומים ספציפיים. כאן, אנו מציגים פרוטוקול כדי לשנות את הדם ההיקפי העיקרי תאים מוננונקה (PBMCs) עם גנים קידוד מכונית ספציפית וירוס ו תא B זקיק מולקולה מולקולת כימוקין סוג 5 (CXCR5). הליך זה לוקח תשעה ימים ותוצאות התמרה אוכלוסיות תא T לשמור על הזיכרון המרכזי הפנוטיפ. תחזוקה של זיכרון מרכזי או פנוטיפ פחות מובחנים הוכחו לשיוך להתמדה של תאים שלאחר העירוי. יתר על כן, תאים המיוצרים עם שיטה זו להראות רמות גבוהות של יכולת הכדאיות, רמות גבוהות של ביטוי שיתוף של שני גנים התמרה, וכמויות גדולות מספיק של תאים עירוי חיסוני. פרוטוקול זה בן תשעה ימים עשוי לשמש בהרחבה עבור תא CAR-T וגישות אחרות לחיסוני תא T. השיטות המתוארות כאן מבוססות על מחקרים שהוצגו בפרסומים הקודמים שלנו.
חיסוני הסלולר מתגלים כאמצעי חדש לטיפול במחלות כולל סרטן ומחלות זיהומיות. שיטות הטיפול החיסוני מעורבות בדרך כלל בתאים טיפוליים לבטא מולקולות ספציפיות. לדוגמה, כימאריק קולטן אנטיגן (רכב) תאים T מתוכננים לבטא מולקולה רכב כי יש תחום החילוץ כי נקשר במיוחד מולקולות על תאים חולים ומתחם איתות המפעיל את התאים החיסוניים להרוג את התא החולה. תאי T מכונית נמצאים בשימוש בהצלחה חיסוני סרטן, והיה יעיל במיוחד בטיפול B תא לוקמיה1,2,3. מכונית-T תאים גם מפותחים לטיפול בזיהומים נגיפי כגון HIV. HIV ספציפי מכוניות למקד את החלבונים המעטפה על פני השטח של תאים נגועים באופן ויראלי4. תאים אימונותרפיה יכולים גם להיות מהונדסים לבטא מולקולות ביות למקד את התאים הטיפוליים למיקומים רקמות ספציפיות. פיתחנו וקטורים כי מעביר הן מכונית ספציפית וירוס, כמו גם הלימפה זקיק מולקולה CXCR55.
שכפול נגיפי של וירוסים מסוימים, כולל וירוס הכשל החיסוני האנושי (HIV) וירוס הכשל החיסוני קופיים (סיב), מרוכז ב-B זקיקי תאים ברקמות הלימפה המשני6. ב-זקיקי התאים הם אתרים מיוחסים במקצת, בהם רמות נמוכות של וירוסים ספציפיים לאישור CTL שכפול ויראלי מתמשך7,8. מסיבות אלה, מיקוד התאים HIV/סיב ספציפי T לתוך זקיק דרך הביטוי של CXCR5 היא אסטרטגיה חיסול של מאגר הזקיקים של תאים נגועים virally9,10. באופן ספציפי, אנו מיקוד התאים הספציפיים סיב מכונית T אל זקיקי התא באמצעות CXCR5 הביטוי המשותף.
בפרוטוקול זה אנו מתארים שיטה לשנות את המכונית/CXCR5 ולהרחיב PBMCs לייצר תאים מכונית/CXCR5 T של כמויות מספיקות אינפוזיה טיפולית. תאים שעברו התמרה עם שיטות אלה לשמור על הזיכרון המרכזי הפנוטיפים. מחקרים הראו כי תאים עם פנוטיפ פחות הבדיל, כגון הזיכרון המרכזי t תאים ותאי גזע t זיכרון להתמיד יותר מאשר תאים הבדיל יותר11,12. בנוסף, פרוטוקולים רבים שנועדו לייצר תאים שהועברו מאומצים יש זמן רב יחסית בתרבות כי התוצאה בתאים שיש להם פנוטיפ הבדיל יותר והתמדה מופחתת13. יתר על כן, תאים שהועברו מאמצים עם זמני תרבות ארוכים שהצטברו בתוך הריאות במקום רקמות14הלימפה היעד ב רזוסמקוק 14,15. בשיטות שאנו מתארים ולהדגים כאן, אנו מרחיבים במהירות ולהרחיב PBMCs רזוס מקוק לייצר תאי T מתתמרים לשמור על הזיכרון המרכזי הזיכרונות.
גם תאי CD4 ו-CD8 T נכללים בגישת החיסוני שלנו. זה האוכלוסייה תא מעורב נבחר כי, בניסויים קליניים, העדר CD4 + T תאים במוצר תא CD8 + T היה מתואם עם כישלון של תאים CD8 T מעורבב כדי להמשיך 16. השיטות המתוארות כאן מתחילות בהפעלת pbmcs עם נוגדנים anti-CD3 ו anti-CD28 אשר לעורר בסיפוק את הקולטן התא T ולספק אות שיתוף מגרה כדי למנוע שבטיים anergy17,18.
לאחר ההפעלה, תאים מותמרים עם קידוד וקטורי של gammaretroviral מכונית ספציפית וירוס ואת המולקולה הלימפה CXCR5. תאי התמרה מורחבת לאחר מכן באמצעות צלחות שנועדו עבור הפצת תאים שאינם חסיד אשר יש קרום חדיר גז בבסיס. קרום זה מתיר החלפת גז בתחתית הבאר המובילה הישרדות התא משופר זמינות מזינים19. באמצעות שיטות אלה, ניתן לייצר תאים פונקציונליים מספיקים בפרק זמן של 9 ימים במחקרים vivo אינפוזיה. למרות שפרוטוקול זה מיועד לצורך התמרה והרחבה של תאי מקוק רזוס, עם שינוי קל של נוגדנים מסוג מינים ספציפיים, ניתן להשתמש בו עם תאים ממינים אחרים. שיטות אלה מבוססות על מחקרים שפורסמו בעבר9,20.
פרוטוקול זה מתאר אסטרטגיית הפקה תא T לטיפול אשר מנצל וקטור gammar, כדי לשנות את רזוס מקוק PBMC המוביל לאוכלוסיית תא T המבטא רכב אנטי ויראלי, כמו גם את הזקיקים קולטן ביות, CXCR5. עם סך של 8 ימים של התרבות vivo ex הזמן, קיימא, פונקציונלי מכונית T מיוצרים בכמות שהיא בתוך טווח שפורסם10,21, 22 משמש22 לעירוי לתוך פרימטים אנושיים עבור בדיקות יעילות טרום קלינית.
ההצלחה של פרוטוקול התמרה מסתמך הן בריאים, מגורה PBMCs ועל ההכנות איכות של וירוס gammar,. כדי להשיג גירוי והתמרה מוצלחת, חיוני שטיפול נאות יילקח בהקפאה ובהובלה של PBMCs לאחר האיסוף. באופן אידיאלי, אם התאים נאספים מחוץ לאתר, הם נשלחים בחנקן נוזלי וממוקמים במהירות באחסון חנקן נוזלי לטווח ארוך. PBMCs חייב להיות פעיל באופן מיאוסטי כדי להיות מושפע בהצלחה על ידי וירוס gammar,. אחד צריך לפקח באופן חזותי עבור האשכולות של התאים לאחר גירוי עם אנטי CD3/anti-CD28. כשל בהפעלה כהלכה יגרום ליעילות נמוכה של התמרה. חשוב גם לעקוב אחר הכדאיות בתאים מגורה. הכדאיות המסכנה לאחר שלב הגירוי מובילה בדרך כלל להתמרה פחות מוצלחת. אם ההכנות וירוס מיוצרים במעבדה או מיקור חוץ, הם צריכים להיות מאוחסנים ב-80 ° c בשימוש יחיד ali, כדי למנוע הקפאת מחזורי הפשרה כי יכול לפגוע בווירוס ולפגוע התמרה יעילות. הווירוס חייב להיות מבוקר כך כמויות עקביות של וירוס ניתן להשתמש בכל ניסוי. בעת שימוש בווירוס לצורך התמרה, הפשרת הווירוס במהירות והחנות על הקרח עד הצורך. הבחירה של היזם, משפר ומעטפות חלבונים עלולים להשפיע על יעילות התמרה וביטוי של הטרנסגנים בתאי היעד. לפיכך, יש לקבוע באופן אמפירי את משרד הבית. בנוסף, השימוש במדיה המיועדת לתמוך בתאי T ובלוחות עם בארות חדירות גז להתרחבות הובילו להתרחבות מעולה של תאי התמרה. עם זאת, קיימת בעלי חיים לשונות בעלי חיים בקצב ההרחבה של התא. אנו ממליצים על מחקר ניסיון כדי לקבוע את היכולת של הכנה תא מסוים להיות התמרה והרחבה. רמות הרחבה הן עקביות בהתמרה בקנה מידה קטן וגדול.
עם השימוש בפרוטוקול זה, הופקו עד 2.5 x 109 תאים לעירוי לתוך בדיקת חיות. למרות שמצאנו את זה מיותר לשנות את הפרוטוקול בשלב זה, השימוש 6 טוב לוחות הוא מגבלה על הכנת התא בקנה מידה גדול הפרוטוקול ידרוש שינוי כדי לייצר מספר גדול יותר של תאים. דוגמאות של שינויים פוטנציאליים כוללים ביצוע התמרה של שקית התרבות מצופה fibronectin כדי להגדיל את מספר התאים המותמרים ולהשתמש בכלי קיבול גז חדיר גדול יותר לשלב ההתרחבות. למרות שעדיין לא עשינו שינויים אלה, הם מנצלים מוצרים זמינים מסחרית ושינויים אפשריים לפרוטוקול הנוכחי.
באמצעות שיטה זו, יש לנו הפיק תאי התמרה מ-PBMC מבודדים בעלי חיים נגועים, סיב בעלי חיים נגועים בעלי בעלי חיים שנדבקו סיב מטופלים עם טיפול תרופתי (אמנות). עם זאת, אנו ציינו ירידה ביעילות התמרה בתאים שטופלו באמנות20. הפחתה זו נובעת ככל הנראה בשל העיכוב של היפוך הטרנסקריפטאז ו/או שילובי התרופות. התמרה של התאים מבעלי חיים שטופלו באמנות ידרוש שינויים בפרוטוקול זה, כגון הפחתת רמות תאיים של תרופות אמנות על ידי עצירת אמנות במשך מספר ימים לפני איסוף PBMC או באמצעות וקטור חלופי אשר אינו מושפע התרופות האמנות בדרך כלל בשימוש.
חשוב כי תאים המיוצרים עבור טיפול חיסוני להיות של פנוטיפ הבדיל מינימלית, כך שהם ממשיכות post-אינפוזיה12. למרות פרוטוקולים רבים עבור העברה המאמצת של תאים דורשים פעמים תרבות ארוכה, הזמן הvivo לשעבר התרבות הקטנה כבר בקורלציה עם הפחתת בידול ושיפור בתפקוד תא T רכב13. פרק הזמן המהיר יחסית של התמרה זו ופרוטוקול הרחבה מאפשר תחזוקה של הזיכרון המרכזי הרצוי הזכרון תוך שהוא עדיין מייצר תאים מספיקים לבדיקת הפוטנציאל החיסוני שלהם20.
המטרה של אסטרטגיית הייצור עבור מוצר זה חיסוני תא T היא לייצר תאים T שיזהו תאים נגועים סיב, התנועה לאתר של שכפול נגיפי ב זקיק התא B ו יהיה להתמיד בבעלי חיים וכתוצאה מכך לטווח ארוך תרופה פונקציונלית ללא צורך בתרופות אנטי-retroviral. לתרגום מוצר חיסוני האדם, פרוטוקול זה יכול להיות שונה כדי לשנות את התאים האנושיים T באמצעות השימוש בנוגדנים ספציפיים לאדם, ציטוקינים ויישום של תקני GMP עם המטרה האולטימטיבית של הפקת תרופה פונקציונלית עבור HIV.
The authors have nothing to disclose.
מחקר זה היה נתמך על ידי NIH מענקים 5R01AI096966-06S1 (PS, EC, ו-EB), 1UM1AI26617 (PS, EC ו-EB), P51OD011106/P51RR000167 (ER), MN להגיע להעניק 5R01AI096966-03 (PS), 1UM1AI26617-01 (PS ו-EB), 1UM14126617 (PS ו-EC) כמו גם קרנות שסופקו על ידי חטיבת NIAID של מחקר הפנים והפנים NIH התוכנית ויראלית. Anti-CD3 ו-anti-CD28 בשימוש במחקרים אלה סופק על ידי משאב מגיב הפרימטים של NIH Nonhuman (R24 OD010976, U24 AI126683). IL-2 בשימוש במחקרים אלה סופק על ידי מאגר Preclinical של NCI. אנו מודים למשתפי הפעולה שלנו בפרוייקט CD4-mbl/CXCR5 הזה, ד ר. אליזבת ‘ קוניק באוניברסיטת אריזונה, ד ר. אדוארד ברגר ב niaid, NIH, ד ר. אווה G rakasz במרכז לחקר הפרימטים הלאומית של ויסקונסין וד ר ג’ף הארט וגברת פרייס הרן באוניברסיטת מינסוטה, ד ר לסלי kean בבית הספר לרפואה של הרווארד וד ר קתרין בולרד במכון ל אנחנו גם מודים ד ר סקוט McIvor באוניברסיטת מינסוטה, ד ר. כריסטופר פיטרסון בבית פרד האצ סרטן המרכז, ד ר מתיו Trivett ב-NIH, ד ר. לזניה טרביטביוט בבית החולים סיאטל ילדים, וד ר קונרד ראסל קרוז במכון לחקר הילדים על הסיוע המועיל שלהם באופטימיזציה של פרוטוקול זה אנו מכירים גם את מיס צ’י פאן וגברת ג’ומארי אלגריה-Berrocal באוניברסיטת מינסוטה לייצור מוצרים ויראליות, וגברת קים וייגראו באוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון לבידוד רזוס מקוק.
Gammaretrovirus preparation | |||
0.025% Trypsin, 0.01% EDTA | Gibco | R-001-100 | |
293T cells | ATCC | CRL-3216 | |
6 well plates, treated | CytoOne | CC7682-7506 | |
DMEM | Gibco | 10569-010 | |
Heat-inactivated FBS | Hyclone | Sh30088.03 | |
Lipofectamine | Invitrogen | 11668019 | transfection reagent |
Opti-Mem | Invitrogen | 31985070 | reduced serum media |
pBS-CMV-gagpol | Addgene | 35614 | A gift from Dr. Patrick Salmon |
pMSGV1 containing CAR P2A CXCR5 | custom order from GenScript | ||
RD114 | A gift from Dr. Ed Berger | ||
T75 flasks | CytoOne | CC7682-4875 | |
VSV-G | pMD.G | A gift from Dr. Scott McIvor | |
T cell stimulation | |||
6 well plates, untreated | CytoOne | CC7672-7506 | |
Anti-CD28 | NHP Reagent Resource | Clone: CD28.2 | |
Anti-macaque CD3 | NHP Reagent Resource | Clone: FN18 | |
Phosphate buffered saline | Gibco | 14190-144 | |
Rhesus macaque PBMC or CD8 T cells | WNPRC | Primary cells | |
For Fibronectin coating | |||
6 well plates, untreated | CytoOne | CC7672-7506 | |
BSA (Fraction V) | HyClone | SH 30574.02 | |
RetroNectin (1 mg/ml) | TaKaRa | T100A | |
For T cell Expansion | |||
G-Rex 6 Well Plate | Wilson Wolf | P/N 80240M | Plates with gas permeable wells |
Media Components | |||
b mercaptoethanol | Gibco | 21985-023 | |
Heat-inactivated FBS | Hyclone | Sh30088.03 | |
IL-2 | NCI Preclinical Repository | ||
Penicillin/Streptomycin/Glutamine | Gibco | 10378-016 | |
X-Vivo-15 medium | Lonza | 04-418Q | |
Variations of Media used | |||
Basic medium: | X-Vivo 15 medium, 10% heat-inactivated FBS, 1 x Penicillin/Streptomycin/L-Glutamine | ||
Expansion medium: | Growth medium + 50 mM b mercaptoethanol | ||
Growth medium: | Basic medium + 50 IU/ml IL-2 | Completion of media by addition of anti-CD28, IL-2 or b-mercaptoethanol should occur on the day of use. | |
Cell counting | |||
Countess cell counting chambers | Invitrogen | AMQAF1000 | |
Countess II FL Automated Cell Counter | Invitrogen | T10282 | |
Trypan blue, 0.4% solution | Invitrogen | T10282 | |
Flow Cytometry | |||
Alexa Fluor 647 Antibody Labeling Kit | Invitrogen | A20186 | for conjugation of MBL antibody |
anti-CD28-BV605 | BD Biosciences | 562976 | |
anti-CD3-AF700 | BD Biosciences | 557917 | |
anti-CD4-FITC | BD Biosciences | 556615 | |
anti-CD8-BV788 | BD Biosciences | 563824 | |
anti-CD95-PerCP Cy5.5 | BD Biosciences | 561655 | |
anti-CXCR5-PE | eBioscience | 12-1985-42 | |
anti-MBL | Invitrogen | MA1-40145-S6 | |
Flow Analysis software | FlowJo, LLC | FlowJo v10 | |
Flow Cytometer | Beckman | CytoFlex | |
Live/Dead Near IR | Invitrogen | L10119 | |
Other equipment | |||
Aerosolve canisters to contain aerosol leakage | Beckman | SX4750 | Safety equipment |
Beckman Allegra Centrifuge | Beckman | Sterilgard e3 | |
Cell culture incubator | Thermo Fisher | Everlast 247 | |
Class II Laminar flow hood | Baker | Heracell Vios 160i | |
Extra-Safe Disposable lab coat | Fisher Scientific | 359232 | Personal protective equipment |
Microplate carriers with biocertified covers | Beckman | SX4750A | Safety equipment |
Rocking platform | Benchmark | C10228 | |
Swinging bucket rotor | Beckman | X13-R | |
X-Gen Nitrile gloves | Genesee | Personal protective equipment |