Изоляция, активация и расширение Т-клеток на основе флотации из образцов мононуклеарных клеток периферической крови человека с использованием микропузырьков
Summary
Целью данного исследования является демонстрация возможности разделения на основе флотации для выделения, активации и расширения первичных Т-клеток человека.
Abstract
Процесс выделения Т-клеток из мононуклеарных клеток периферической крови (PBMCs) для создания культур ex vivo имеет решающее значение для исследований, клинических испытаний и клеточной терапии. В этом исследовании представлен простой, новый протокол для изоляции, активации и расширения Т-клеток из PBMCs ex vivo . В этом исследовании используется функционализированная технология сортировки клеток с активацией плавучести (BACS) для выделения и активации Т-клеток. Вкратце, протокол включает в себя положительный отбор клеток CD3+ из ПБМК, полученных из лейкопака, с последующей 48-часовой стимуляцией с предварительно конъюгированными анти-CD28-связанными микропузырьками стрептавидина (SAMB) до трансдукции в 24-луночных пластинах. Функционализированные микропузырьки предлагают уникальную возможность плавучей активации клеток, что приводит к пролиферативным фенотипам, которые позволяют расширяться с минимальным истощением. Этот метод обеспечивает снижение истощения, поскольку костимулирующие микропузырьки остаются плавучими и возвращаются в верхнюю часть питательной среды, тем самым уменьшая количество времени, в течение которого расширяющиеся клетки находятся в контакте с костимулирующими факторами. Результаты показывают, что изолированные и культивируемые Т-клетки получают достаточную стимуляцию для активации и пролиферации, но не до такой степени, которая приводит к гиперактивации, что затем приводит к истощению, о чем свидетельствует наличие избыточного PD-1.
Introduction
В настоящее время во всем мире проводится более 500 клинических испытаний терапии рецепторами химерного антигена (CAR)-Т-клетками, и четыре продукта car-T-клеточной терапии доступны на рынке1. Тем не менее, многочисленные потребности в исследованиях и производстве CAR-T-клеток все еще существуют, которые необходимо решить для повышения эффективности, масштабируемости и долгосрочного успеха этих потенциально лечебных методовлечения 2,3,4,5. Прикладные клинические исследования и производство CAR-T-клеток начинаются с выделения Т-клеток из образца периферической крови и последующей стимуляции, трансдукции и расширения изолированных клеток. Такие параметры, как восстановление Т-клеток, чистота и сигналы активации/истощения, требуют тщательного рассмотрения при выборе методов изоляции и стимуляции клеток для исследования и производства CAR-T-клеток 3,4,6. Важно отметить, что улучшение терапевтической стойкости CAR-T-клеточной терапии путем минимизации биологических препятствий, возникающих в результате текущих производственных процессов, таких как истощение Т-клеток, необходимо для повышения терапевтической эффективности 6,7.
В качестве альтернативы традиционным методам изоляции клеток, таким как флуоресцентно-активированная сортировка клеток (FACS) и магнитно-активированная сортировка клеток (MACS), здесь демонстрируется сортировка клеток с активацией плавучести (BACS) с микропузырьками для изоляции Т-клеток. Разделение микропузырьков использует плавучие, полые микросферы (микропузырьки) для связывания мишеней и вывоза их на поверхность образцов жидкости 8,9. Функционализируя микропузырьки антителами (т.е. анти-CD3), желаемые популяции Т-клеток могут быть положительно отобраны из образцов периферической крови. Впоследствии в данной работе продемонстрировано использование другой популяции микропузырьков, функционализированных антителами (т.е. анти-CD28) для совместной стимуляции и активации положительно отобранных Т-клеток в суспензии. Микропузырьки предлагают простой и настраиваемый рабочий процесс изоляции и активации, который генерирует Т-клетки, готовые к взвешенной клеточной культуре и последующим приложениям, таким как генетическая модификация и расширение. Критически важно, что активация плавучих клеток микропузырьками способствует сдержанной стимуляции клеток для предотвращения чрезмерного истощения Т-клеток7.
Для этого исследования проточная цитометрия была основным инструментом, используемым для анализа успеха выделения, активации и трансдукции функционализированных микропузырьков, а также для предоставления подробной информации о конкретных субпопуляциях, присутствующих во время фаз роста и расширения после трансдукции. В дополнение к проточной цитометрии, для подтверждения здоровья клеток, морфологии и успеха трансдукции использовалась ярко-полевая и флуоресцентная микроскопия. Основываясь на этих результатах, технология и протокол microbubble обеспечивают более настраиваемую и более мягкую альтернативу традиционным методам изоляции и активации, используемым в настоящее время; в частности, клетки, активированные микропузырем, демонстрируют заметно более низкую экспрессию маркеров истощения Т-клеток, чем та, которая обычно наблюдается с помощью стандартных инструментов и наборов.
Protocol
Representative Results
Discussion
Описанный протокол позволяет выделять Т-клетки из образцов PBMC и активировать взвешенные Т-клетки в культуральных средах с микропузырьками. Этот метод опирается на функционализированные микропузырьки, присущая им плавучесть, дает уникальную возможность вводить в клетки костимулирую?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Никакой.
Materials
| 2-Mercaptoethanol | Gibco | 21985-023 | CAS: 60-24-2 |
| Biologix Multi-Well Culture Plates 24-well plates | VWR | 76081-560 | |
| Biotin anti-human CD28 (28.2) Antibody | Biolegend | 302904 | |
| Biotin anti-human CD3 (OKT3) Antibody | Biolegend | 317320 | |
| DPBS, no calcium, no magnesium | Gibco | 14190-136 | |
| GlutaMAX Supplement | Thermofisher | 35050061 | |
| Human Recombinant IL2 | BioVision (vwr) | 10006-122 | |
| Lentiviral Particle rLV.EF1.zsGreen1-9 | Takara Bio | 0038VCT | |
| Leukopak | BioIVT | HUMANLMX100-0001129 | |
| Normal Human PBMCs | BioIVT | HUMANHLPB-0002562 | |
| Penicillin/Streptomycin 100X for tissue culture | VWR | 97063-708 | CAS: 8025-06-7 |
| Polybrene Infection/Transfection Reagent | Millipore Sigma | TR-1003-G | CAS:28728-55-4 |
| Pooled Human AB Serum Plasma Derived Heat Inactivated | Innovative Research | ISERABHI100mL | |
| RPMI 1640 Medium, GlutaMAX Supplement, HEPES | Gibco | 72400047 | |
| Streptavidin Microbubble Kit (includes Akadeum's separation buffer) | Akadeum | 11110-000 |
References
- Albinger, N., Hartmann, J., Ullrich, E. Current status and perspective of CAR-T and CAR-NK cell therapy trials in Germany. Gene Therapy. 28 (9), 513-527 (2021).
- Tyagarajan, S., Spencer, T., Smith, J. Optimizing CAR-T cell manufacturing processes during pivotal clinical trials. Molecular Therapy. Methods & Clinical Development. 16, 136-144 (2019).
- Stock, S., Schmitt, M., Sellner, L. Optimizing manufacturing protocols of chimeric antigen receptor T cells for improved anticancer immunotherapy. International Journal of Molecular Sciences. 20 (24), 6223 (2019).
- Rohaan, M. W., Wilgenhof, S., Haanen, J. B. A. G. Adoptive cellular therapies: The current landscape. Virchows Archiv. 474 (4), 449-461 (2019).
- Abou-El-Enein, M., et al. Scalable manufacturing of CAR T cells for cancer immunotherapy. Blood Cancer Discovery. 2 (5), 408-422 (2021).
- Poltorak, M. P., et al. Expamers: A new technology to control T cell activation. Scientific Reports. 10, 17832 (2020).
- Kagoya, Y., et al. Transient stimulation expands superior antitumor T cells for adoptive therapy. JCI Insight. 2 (2), 89580 (2017).
- Snow, T., Roussey, J., Wegner, C., McNaughton, B. Application No. 63/326,446. US Patent. , (2022).
- McNaughton, B., et al. Application No. 16/004,874. US Patent. , (2018).
- Prommersberger, S., Hudecek, M., Nerreter, T. Antibody-based CAR T cells produced by lentiviral transduction. Current Protocols in Immunology. 128 (1), 93 (2020).
- Wijewarnasuriya, D., Bebernitz, C., Lopez, A. V., Rafiq, S., Brentjens, R. J. Excessive costimulation leads to dysfunction of adoptively transferred T cells. Cancer Immunology Research. 8 (6), 732-742 (2020).
- Li, Y., Kurlander, R. J. Comparison of anti-CD3 and anti-CD28-coated beads with soluble anti-CD3 for expanding human T cells: Differing impact on CD8 T cell phenotype and responsiveness to restimulation. Journal of Translational Medicine. 8, 104 (2010).
