أظهر لقاح الخلايا الجذعية السرطانية (CSC) القائم على الخلايا التشعبية (DC) الذي تم تقييمه في مضيفي الخلايا المناعية النجينية مناعة مضادة للورم أعلى بكثير من لقاحات DC التقليدية النابضة بخلايا الورم السائبة غير المتجانسة.
مقالة منهجية
أظهر لقاح الخلايا الجذعية السرطانية (CSC) القائم على الخلايا التشعبية (DC) الذي تم تقييمه في مضيفي الخلايا المناعية النجينية مناعة مضادة للورم أعلى بكثير من لقاحات DC التقليدية النابضة بخلايا الورم السائبة غير المتجانسة.
حددنا الخلايا الجذعية السرطانية (CSC) الغنية من المورين الميلانوما D5 syngeneic إلى C57BL/6 الفئران والسرطان الحرشفي SCC7 syngeneic إلى الفئران C3H باستخدام ALDEFLUOR / ALDH كعلامة، واختبار المناعة باستخدام تحلل الخلية كمصدر للمضادات لنبض الخلايا المستنعرة (DCs). DCs نبض مع ALDHعالية CSC lysates تسبب أعلى بكثير مناعة مضادة للورم واقية من DCs نبض مع lysates من ليسات الخلايا السرطانية كلها غير مفرزة في كل من النماذج وفي وضع الانبثاث الرئة وs.c. وضع نمو الورم، على التوالي. وكانت هذه الظاهرة بسبب الاستجابات الفكاهية الناجمة عن لقاح CSC وكذلك الاستجابات الخلوية المضادة ل CSC. على وجه الخصوص ، أنتجت الطحال المعزولة عن المضيف الخاضع للقاح CSC-DC كمية أعلى بكثير من IFNγ و GM-CSF من الخلايا الطحال المعزولة عن المضيف التي تخضع للقاح خلايا الورم غير المفرزة. تدعم هذه النتائج الجهود الرامية إلى تطوير لقاح علاجي قائم على CSC للاستخدام السريري في بيئة مساندة.
الخلايا الجذعية السرطانية هي مقاومة نسبيا للعلاج الكيميائي التقليدي والعلاج الإشعاعي1,2. من ناحية أخرى، قد يكون هذا السكان من الخلايا الخلايا المسؤولة عن الانتكاس وتطور السرطان بعد علاجات السرطان التقليدية1-4. بسبب عدم التعبير عن مستضدات الورم المتمايزة على الخلايا الجذعية السرطانية ، قد تفلت الخلايا الجذعية السرطانية من التدخلات المناعية الحالية للعلاج للسرطان ، والتي تم تصميمها في الغالب لاستهداف المستضدات على الخلايا السرطانية المتمايزة. لذلك، قد يحمل وضع استراتيجيات جديدة تستهدف الخلايا الجذعية السرطانية وتدميرها وعودا بزيادة الفعالية العلاجية لعلاج السرطان الحالي. وتحقيقا لهذه الغاية، قمنا بعزل مجموعات الخلايا الجذعية السرطانية المخصبة من ورمين حيوانيين (سرطان الجلد D5 وسرطان الخلايا الحرشفية SCC7)، واستخدمناها كمصدر مستضد لنبض خلايا تقديم المستضد (الخلايا التغصنية، DC) لإعداد لقاح CSC-TPDC. ثم قمنا بتقييم مناعة مضادة للورم الناجمة عن لقاح CSC-TPDC في مضيفي الكومبييت المناعي السينغيني والفئران B6 والفئران C3H على التوالي. تمت مقارنة فعالية مضاد التومور الناجم عن CSC-TPDC مع لقاح DC التقليدي النابض بالليست من الخلايا السرطانية غير المتجانسة غير المحصنة (H-TPDC) ، والذي سبق استخدامه من قبل مجموعتنا5،6، وكذلك من قبل محققين آخرين7 في كل من الدراسات قبل السريرية وفي التجارب السريرية.
1. ALDEFLUOR تلطيخ
2. إعداد لقاح الخلايا الجذعية السرطانية Lysate-pulse الخلايا التدينية (CSC-TPDC)
3. التطعيم وتقييم فعالية
ALDEFLUOR /ALDH وقد استخدمت كعلامة واحدة لعزل الخلايا الجذعية في الأورام الخبيثة متعددة8-11. حددنا مجموعات الخلايا الجذعية المخصبة بالسرطان في نموذجين للورم D5 و SCC7 باستخدام ALDEFLUOR كعلامة. اكتشفنا ALDEFLUOR + الخلايا في سرطان الجلد مورين B16-D5 وسرطان الخلايا الحرشفية SCC7. وجدنا أن ALDEFLUOR + الخلايا تسهم ما يقرب من 0.5٪ و 5.2٪ في خطوط الخلايا السرطانية D5 و SCC7 المستزرعة، على التوالي (الشكل 1). تم تحليل الخلايا السرطانية التي تم حصادها حديثا من الأورام الراسخة لتأكيد وجود خلايا ALDEFLUOR+ . كما هو مبين أيضا في الشكل 1، كان هناك 2.5 ٪ و 4.2 ٪ من خلايا ALDEFLUOR + من في الجسم الحي أنشئت D5 و SCC7 الأورام ، على التوالي. تم تقييم الورم وقدرة التجديد الذاتي لهذه الفئاتالسكانية العالية D5 و SCC7 ALDEFLUOR +/ALDH في مضيف النجيم المناعي السينغي ، فئران C57BL/6 و C3H ، على التوالي8.
لقد استخدمنا غير متجانسة غير المفرغة خلية الورم lysate لنبض DC (H-TPDC) سواء في الدراسات الحيوانية والتجارب السريرية5,6. لدراسة المناعة من CSCs، قمنا بعزل ALDHعالية CSC ونبض DC مع lysate من CSCs لتوليد CSC-TPDC (الشكل 2) واستخدم H-TPDC كتحكم لقاح السرطان التقليدية لاختبار ما إذا كان CSC-TPDC له أي تأثير مفيد في منع نمو الورم.
قمنا بتقييم المناعة من CSCs من خلال فحص المناعة المضادة للورم الوقائي الناجمة عن CSC-TPDC. في نموذج D5 ، تم تطعيم الفئران ذات القدرة المناعية الساذجة .c مع CSC-TPDC أو H-TPDC (بنفس النسبة: DC). تلقت مجموعات التحكم المالحة (PBS). بعد أسبوع واحد من اللقاح الأخير ، تم تحدي الفئران بخلايا ورم D5 غير مفرزة عن طريق الوريد(أي v.) ، وتم حصاد الرئتين بعد 3 أسابيع لتعداد الانبثاث الرئوي. كما هو مبين في الجدول 1، مقارنة مع مجموعة PBS ، الفئران المعالجة ب H-TPDC طورت انبثاث الرئة أقل. والأهم من ذلك أن الفئران التي عولجت ب CSC-TPDC كان لديها نقائل رئوية أقل بكثير من مجموعة لقاح H-TPDC في كلتا التجربتين. في نموذج SCC7 ، تم تطعيم C3H العادية .c مع SCC7 CSC-TPDC أو H-TPDC على التوالي على الجناح الأيمن ، تليها تحدي مع خلايا ورم SCC7 غير المفحذة .c في الجناح الأيسر. بالمقارنة مع مجموعة PBS، H-TPDC المستحثة متواضعة المضادة للورم الحصانة ضد نمو الورم. ومع ذلك، كان هناك تثبيط كبير لنمو الورم في الفئران التي عولجت مع CSC-TPDC بالمقارنة مع كل من مجموعة التحكم ومجموعة H-TPDC (p<0.05، الشكل 3). وتشير هذه النتائج إلى أنه يمكن استخدام مركبات الكربون الكلورية فلورية كمصدر مستضد أكثر فعالية لتحميل الخلايا السرطانية من الخلايا السرطانية التقليدية غير المفحوسة في تحفيز المناعة الوقائية ضد تحدي الخلايا السرطانية.
لمزيد من الفهم للآليات الكامنة وراء المناعة الوقائية المضادة للورم التي يسببها CSC ، حصدنا الطحال من الحيوانات التي خضعت لتطعيمات DC في نهاية التجارب. ثم تم تنشيط خلايا الطحال بواسطة مكافحة CD3/CD28/IL-2 أو المضادة CD3/CD28/IL-2 + LPS/ANTI-CD40. ثم تم جمع المضادات الثقافية للكشف عن التعبير عن السيتوكينات والأجسام المضادة. كانت هناك إنتاجات أعلى بكثير من IFNа و GM-CSF من قبل خلايا الطحال من الحيوانات التي تم تطعيمها مع D5 CSC-TPDC أو SCC7 CSC-TPDC(الشكل 4). وعلاوة على ذلك، كان هناك بشكل ملحوظ (p<0.05) إنتاج IgG أعلى من قبل LPS/ANTI-CD40 خلايا الطحال المنشط التي تم جمعها من الحيوانات التي تم تطعيمها مع D5 CSC-TPDC أو SCC7 CSC-TPDC مقارنة مع D5 H-TPDC أو SCC7 H-TPDC. وتبين أن هذه الأجسام المضادة ترتبط بمركبات الكربون الكلورية فلورية D5 وSCC7 على التوالي، ويمكن أن يؤدي هذا الربط إلى تحلل CSC في وجود مكمل8.

الشكل 1 - الأرقام 1- الأرقام 1 تم الكشف عن ALDHFLUOR +/ALDHارتفاع السكان في المستزرعة وكذلك حصادها حديثا الطازجة مورين D5 سرطان الجلد وأورام الخلايا الحرشفية SCC7. تم استخدام الخلايا السرطانية المعالجة ب 50 ملليمول / لتر DEAB ، وهو مثبط ALDH محدد ، كعنصر تحكم سلبي.
انقر هنا لعرض صورة أكبر.

الشكل 2 - الأرقام 2- الأرقام التي تم توليد لقاحات الخلايا الجذعية السرطانية القائمة على الخلايا التشعبية. لإعداد CSC-TPDC و H-TPDC، تم نبض الخلايا التغصنية المشتقة من نخاع العظم مع ALDHعالية أو ليسات الخلايا السرطانية غير المفحوبة، على التوالي.
انقر هنا لعرض صورة أكبر.

الشكل 3 - الأرقام 3- الأرقام التي يمكن أن يمكن أن يحفز لقاح CSC lysate pulsed DC (CSC-TPDC) على مناعة وقائية مضادة للورم أكثر فعالية في .c. نموذج الورم SCC7. انقر هنا لعرض صورة أكبر.

الشكل 4 - الأرقام 4- الأرقام التي تم ال استجابات خلوية نظامية أكثر فعالية في المضيف التنافسي المناعي الذي تم تطعيمه مع CSC-TPDC. تم حصاد الطحال من الحيوانات التي تعرضت للتطعيم H-TPDC أو CSC-TPDC ، وتم تنشيطها على النحو المشار إليه. ثم تم جمع المضادات الثقافية للكشف عن السيتوكين باستخدام ELISA.
انقر هنا لعرض صورة أكبر.
ويحول المضيفون الذين يعانون من نقص المناعة، مثل فئران SCID، دون إجراء تقييمات مناعية لمركبات الكربون الكلورية فلورية بسبب الافتقار إلى المناعة التكيفية داخل المضيفين. في هذه الدراسة، قمنا بتقييم المناعة من CSCs في المضيفين المناعة، والتي يمكن أن تحاكي عن كثب إعدادات المريض. تعتبر مركبات الكربون الكلورية فلورية المخصبة مناعية ويمكن أن تحفز على مناعة وقائية أكثر فعالية للورم عندما يتم تحميل اللسات الخاصة بها إلى DCs كلقاح مقارنة بخلايا الورم غير المحددة التي تنبض بالخلايا. ومن الناحية الميكانيكية، منحت الحماية عن طريق الاستقراء الانتقائي للأجسام المضادة التفاعلية CSC والخلايا التائية8 وكذلك إنتاج السيتوكين من النوع 1، مثل IFNο و GM-CSF.
معظم العلاجات المناعية الحالية، بما في ذلك اللقاحات القائمة على الخلايا التغصنية ونقل الخلايا التائية بالتبني، مصممة لاستهداف المستضدات المتمايزة للورم. ولذلك فإن مراكز مكافحة الإصابة بالشلل، التي قد لا تعبر عن هذه المستضدات المتمايزة، قد تفلت من هذه الاستهدافات المناعية. وعلى النقيض من ذلك، فإن لقاح CSC المصمم لاستهداف الخلايا الجذعية السرطانية على وجه التحديد قد يدمر هذه المجموعة الخاصة من الخلايا السرطانية، وبالتالي يحسن الفعالية العلاجية للقاح عن طريق منع انتكاس الورم والانبثاث.
في كل من الخلايا السرطانية المستزرعة والأورام التي تم حصادها حديثا ، حددنا السكان المخصبين ب CSC عن طريق قياس التدفق الخلوي استنادا إلى نشاط ألدهيد ديهيدروجيناز العالي. يمكن عزل هذه الخلاياالعالية ALDH عن طريق فرز التدفق لاستخدامها كمصدر مستضد لنبض DC لتوليد CSC-TPDCs. المقارنة باستخدام ALDH الخلاياالعالية المعزولة عن الخلايا السرطانية المستزرعة مقابل الأورام التي تم حصادها حديثا أظهرت عدم وجود فرق كبير في مصطلح تحريض المناعة المضادة CSC8. وكشفت هذه النتائج عن إمكانية استخدام CSCs معزولة إما عن الخلايا السرطانية المستزرعة أو من الأورام التي تم حصادها حديثا للتطبيق السريري.
لكي يكون اللقاح ذا صلة سريرية، يجب فحصه في بيئة علاجية. ويجري الآن إجراء هذه التجارب في مختبرنا.
دعمت STEMCELL Technologies رسوم النشر المفتوح.
وقد دعم هذا العمل صندوق ويل وجين كالدويل للأبحاث الممنوحة من مركز جامعة ميشيغان الشامل للسرطان، وجزؤا من منحة المعاهد القومية للصحة CA82529 ومؤسسة جيلسون لونغنباو.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| ALDHEFLOUR KIT | تقنيات الخلايا الجذعية | 1700 | |
| Murine IL-4 | Pepro Tech | 214-14 | |
| Murine GM-CSF | Pepro Tech | 315-03 | |
| Mouse GM-CSF ELISA KIT | BD Biosciences | 555167 | |
| OptiPrep Density Gradient متوسط | سيجما Aldrich | D1556 | |
| BD OptEIA TMB كاشف ركيزة مجموعة | BD Biosciences | 555214 | |
| BD FACS Aria Cell Sorter | BD Biosciences | 336834 | |
| Kcjunior | Bio-Tek Instruments | 176058 |
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن