RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ar
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
يمكن الاستفادة من التأثيرات اللمفاوية والمناعية للعلاج الكيميائي ومعيار الرعاية الإشعاعية لتعزيز الفعالية المضادة للأورام للعلاج المناعي للخلايا التائية. نحدد طريقة لتوليد الخلايا التائية لمستقبلات المستضد الخيمري (CAR) الخاصة ب EGFRvIII وإدارتها في سياق معيار الرعاية للورم الأرومي الدبقي.
يقدم العلاج المناعي للخلايا التائية بالتبني استراتيجية واعدة لاستهداف الأورام الدبقية الخبيثة والقضاء عليها على وجه التحديد. يمكن هندسة الخلايا التائية خارج الجسم الحي للتعبير عن مستقبلات المستضد الخيمرية الخاصة بمستضدات الورم الدبقي (الخلايا التائية CAR). يمكن تعزيز توسع ووظيفة الخلايا التائية المستضدة المستضدة المستضدة بالتبني من خلال التأثيرات الليمفاوية والمبيدة للأورام للعلاج الكيميائي والعلاج الإشعاعي القياسي للرعاية. نصف طريقة لتوليد الخلايا التائية CAR T التي تستهدف EGFRvIII ، وهو مستضد خاص بالورم الدبقي ، وتقييم فعاليتها عند دمجها مع نموذج الفئران لمعيار الرعاية بالورم الأرومي الدبقي. يتم تصميم الخلايا التائية عن طريق التنبيغ مع ناقل فيروسي قهقري يحتوي على جين CAR المضاد ل EGFRvIII. تخضع الحاملة للورم لتكييف المضيف من خلال دورة من تشعيع التيموزولوميد والدماغ بالكامل بأنظمة جرعات مصممة لنمذجة معيار الرعاية السريري. ثم يتم تسليم الخلايا التائية CAR عن طريق الوريد إلى المضيفين الجاهزين. يمكن استخدام هذه الطريقة لتقييم الفعالية المضادة للأورام للخلايا التائية المستضدة للمستقبلات المستضدة المستوفرة في سياق معيار الرعاية.
ورم أرومي دبقي (GBM) هو ورم خبيث في الدماغ الأولية الأكثر شيوعا وغير قاتلة دائما. فشل استئصال الجراحي إلى جانب معيار غير محددة من العلاج الكيميائي الرعاية والعلاج الإشعاعي للقضاء تماما الخلايا الخبيثة، مما أدى إلى التكهن الكئيب أقل من 15 شهرا في المرضى الذين يعانون من هذا المرض 1. في المقابل، العلاج المناعي يقدم نهجا دقيقا لاستهداف الخلايا السرطانية على وجه التحديد، وبالتالي لديه القدرة لتكون بمثابة منصة علاج فعال للغاية مع تقليص خطر التعرض للسمية ضمانات 2-4. خلايا T هندستها خارج الحي للتعبير عن مستقبلات المستضد خيالية (سيارات) تقدم استراتيجية متعددة الجوانب لالورم المناعي. يتم إنشاء السيارات عن طريق دمج المنطقة المتغيرة خارج الخلية من الأجسام المضادة مع خلية واحدة أو أكثر داخل الخلايا T يشير جزيء (ق)، وذلك بدلا من كامل طول التوافق النسيجي الرئيسي المعقدة (MHC) -restricted T الخلايا مستقبلات 5. هذا النمط من مثل الأجسام المضادة مستضد recognitiعلى يسمح للخلايا T مستضد معين رد الفعل على الاعتراف والاستجابة لمستضدات الأورام في غياب MHC ويمكن تكييفها لمستضد ذخيرة لانهائية تقريبا.
وقد أظهرت خلايا CAR T المهندسة ضد مجموعة متنوعة من مستضدات الأورام فعالية قبل السريرية ووعد المتميز في العيادة 6-9. على وجه التحديد، في سياق GBM، وهي تستهدف CAR منصة الخلايا T عامل نمو البشرة مستقبلات البديل الثالث (EGFRvIII)، أعربت طفرة ورم محددة على سطح الخلية 10، وقد تبين لإطالة بقاء في الحاملة للدبقي الفئران 11. وعلى الرغم من تعدد استعمالاتها، ومع ذلك، فإن فائدة سريرية من CAR العلاج بالتبني لم تتحقق بالكامل، ويرجع ذلك جزئيا إلى كبت المناعة المرتبط الورم والتهرب المناعة 12-16 وكذلك التحديات في إنشاء وصيانة خلايا T مستضد معين في الجسم الحي. يمكن الاستفادة من مستوى الرعاية (SOC) مع العلاج المناعي يحتمل التغلب على العديد من هذه لترالمقلدة، مما أدى إلى تعزيز فعالية في كل من الإعداد قبل السريرية والسريرية.
SOC لمرحلة ما بعد استئصال-GBM يتكون من temozolomide جرعة عالية (TMZ)، وهو DNA وكيل مؤلكل 17، وأشعة الدماغ كله (معهد البنك الدولي) 1. يفترض هذه العلاجات إلى تضافر مع اللقاحات الورم عبر upregulation من ورم MHC التعبير 18-20 وسفك المستضدات من قبل الخلايا السرطانية الميتة 17،19،21،22. في الواقع، إضافة TMZ 20،23 أو 18،24 معهد البنك الدولي يؤدي إلى تعزيز فعالية مضادة للورم من العلاجات القائمة على جهاز المناعة في الإعداد قبل السريرية. وعلاوة على ذلك، مثل العديد من مبحث المعالجة الكيميائية السامة للخلايا غير محددة، ومن المعروف TMZ أن تسبب النظامية 25،26 اللمفاويات، والتي يمكن الاستدانة كوسيلة لتكييف المضيف لمنصات العلاج بالتبني 27-29. وقد تبين lymphodepletion TMZ بوساطة لتعزيز وتيرة وظيفة الخلايا T مستضد معين، مما يؤدي إلى زيادة فعالية من adopمنصة العلاج موانع ضد الأورام داخل الجمجمة 30. في سياق العلاج CAR، يخدم lymphodepletion كوسيلة لتكييف المضيف من قبل كل من خفض عدد القامع الذاتية خلايا تي 31، ويحفز انتشار استتبابي 32 عن طريق تقليل المنافسة على السيتوكينات 33، وبالتالي تعزيز النشاط انتيتومور 11،34. نظرا للعلاقة تعاونية بين GBM SOC والعلاج المناعي المنصات، وتقييم رواية العلاجات بالتبني ومنصات لقاح في سياق SOC أمر بالغ الأهمية لاستخلاص استنتاجات ذات مغزى بشأن فعالية.
في هذا البروتوكول، ونحن الخطوط العريضة لطريقة لتوليد وإدارة وريدية من خلايا T CAR EGFRvIII محددة الفئران جنبا إلى جنب مع TMZ ومعهد البنك الدولي في الفئران الحاملة الأورام داخل الجمجمة EGFRvIII إيجابية (انظر الشكل رقم 1 لجدول زمني العلاج). لفترة وجيزة، مصنوعة خلايا T CAR السابقين الجسم الحي من قبل تنبيغ فيروسات. الكلى الجنينية البشرية (HEK) 2و transfected 93T الخلايا باستخدام مجمع DNA / الدهون (التي تحتوي على ناقلات CAR والبلازميدات PCL للبيئة) لإنتاج الفيروس، الذي يستخدم بعد ذلك لتنبيغ splenocytes الفئران تنشيط التي يتم حصادها وتربيتها بشكل متواز. خلال جيل CAR، وتدار المضيفين الفئران تحمل الأورام داخل الجمجمة EGFRvIII إيجابية مجزأة كامل الدماغ إشعاع الأشعة السينية والعلاج TMZ النظامية في جرعات مماثلة لSOC السريري. ثم يتم تسليم CAR T الخلايا عن طريق الوريد إلى المضيفين lymphodepleted.
يتم وصف الإجراء التالي في سبع مراحل منفصلة: (1) إدارة Temozolomide إلى الفئران، (2) كامل التشعيع الدماغ من الفئران الحاملة للورم، الحاملة للورم (3) ترنسفكأيشن، (4) استئصال الطحال والخلايا التائية إعداد و(5 ) تنبيغ، (6) ثقافة خلية CAR T والحصاد، و (7) إدارة خلية CAR T إلى الفئران الحاملة للورم. وتتألف هذه المراحل من العديد من الخطوات التي تمتد 6-7 أيام ويتم تنفيذ متزامن.
ويستند هذا البروتوكول على التصميم التجريبي حيث يتم التعامل مع الفئران 10 10 7 CAR T خلايا لكل منهما. هذا يعني أنه لن تكون هناك حاجة إلى 10 8 خلايا T CAR. وينبغي المبالغة في تقدير العائد بنسبة 5 × 10 7 -1 × 10 8 إلى حساب الخسارة في قدرتها على البقاء. يتم تحجيم البروتوكول التالي لإنشاء حوالي 200 × 10 6 خلايا. ثم تدار الخلايا عن طريق الوريد إلى الإناث C57BL / 6 الفئران مع 9 يوم أنشئت الأورام EGFRvIII إيجابي مسانج داخل الجمجمة، وضعت من نجمي KR158B أو B16 خطوط الخلايا القتامي القائمة. بالتزامن مع CAR T الجيل خلية، وتدار الفئران الحاملة للورم جرعات ذات الصلة سريريا من lymphodepletive TMZ (60 ملغ / كلغ) ومعهد البنك الدولي (16.5 غراي).
واستمرت الفئران ولدت في ظل ظروف خالية من مسببات الأمراض في المركز الطبي لجامعة ديوك (DUMC). أجريت جميع التجارب على الحيوانات وفقا لبروتوكولات المعتمدة من قبل معهد جامعة ديوكآل رعاية الحيوان واللجنة الاستخدام (IACUC).
1. إدارة Temozolomide إلى الفئران الحاملة للورم
أيام من 0 إلى 4:
2. الجامع الدماغ التشعيع من الفئران الحاملة للورم
أيام من 2 إلى 4:
3. ترنسفكأيشن
اليوم -1:
اليوم 0:
4. استئصال الطحال وT إعداد خلية
اليوم 0:
5. تنبيغ
يوم 1:
يوم 2:
6. CAR T خلية الثقافة والحصاد
أيام 3 و 4:
يوم 5:
7. CAR إدارة خلية T إلى الفئران الحاملة للورم
يوم 5:
يتم إنشاؤها CAR T الخلايا عن طريق التنبيغ مع EGFRvIII CAR فيروسات ناقلات 11. هذه النواقل، MSGV1، وقد وضعت من متجه SFGtcLuc_ITE4 35، والذي يحتوي على الفيروس الخلايا الجذعية الفئران (MSCV) يكرر الطرفية طويلة، والممتدة المنطقة هفوة والمغلف الموقع لصق (لصق المانحة، والتنمية المستدامة، ولصق متقبل، سا)، والفيروسية إشارة التعبئة والتغليف (ψ). وCAR EGFRvIII تحتوي على مكافحة EGFRvIII سلسلة واحدة جزء البشري متغير (scFv) 139، جنبا إلى جنب مع CD8TM الفئران والمناطق داخل الخلايا CD28، 4-1BB، وCD3ζ، تم استنساخ في ناقلات فيروسات المصب الموقع جنة التحقيق الوطنية السودانية (الشكل 3) .
وبعد التنبيغ، وخلايا T CAR يمكن كميا وphenotyped التدفق الخلوي. خلايا T EGFRvIII CAR يمكن تصور مع لوحة 2-لون تتألف من streptavidin-فيكوإيريترين (SA / PE) -conjugated biotynlated متعدد القسيمات المستمدة EGFRvIII ومكافحة CD3 FITC. استخدام الثقافة والتنبيغ على البروتوكول الاضافيوصف ocols هنا، نلاحظ بشكل روتيني CAR التعبير بين 55-70٪ من splenocytes الفئران (الشكل 4A) 11. بدلا من ذلك، يمكن أيضا أن تكون سيارات الملون للتعبير باستخدام F الماعز مكافحة الإنسان (أ ب ') الأجسام المضادة الثانوية الابتدائية 2-البيوتين وSA / PE التي وصفت سابقا 36. خلايا T CAR يمكن phenotyped أبعد من خلال إضافة أخرى الأجسام المضادة fluorescently المسمى إلى لوحة CAR اللونين. على سبيل المثال، وتلطيخ لCD8 CD4 وتبين أن 70٪ من السيارات transduced هي خلايا CD8 + T، في حين أن 20٪ من خلايا CD4 + T (الشكل 4B). وقد ثبت خلايا T CAR مع هذا الملف التعبير لحركة المرور بسهولة إلى الدماغ وعلاج الأورام داخل الجمجمة.
| وزن الجسم | حجم | |||
| 25 ز | 0.50 مل | |||
| 0.48 مل | ||||
| 23 ز | 0.46 مل | |||
| 22 ز | 0.44 مل | |||
| 21 ز | 0.42 مل | |||
| 20 ز | 0.40 مل | |||
| 19 ز | 0.38 مل | |||
| 18 ز | 0.36 مل | |||
| 17 ز | 0.34 مل | |||
| 16 ز | 0.32 مل | |||
| 15 ز | 0.30 مل | |||
| 14 ز | 0.28 مل | |||
| 13 ز | 0.26 مل | |||
| 12 ز | 0.24 مل | |||
| 11 ز | 0.22 مل |
| D | د | # الكسور | BED | SOC |
| 16.5 | 5.5 | 3 | 62 | GBM |
| 14 | 7 | 2 | 63 | GBM |
| 20 | 4 | 5 | 60 | GBM |
| 12 | 6 | 2 | 48 LGA | |
| 16 | 4 | 4 | 48 | LGA |
| 21 | 3 | 7 | 52.5 | LGA |
| 12 | 3 | 4 | 30 | التقى |
| 16 | 2 | 8 | 32 | التقى |
الجدول 2: جرعات الإشعاع تعادل بيولوجيا ذات الصلة سريريا تم حساب جرعات الإشعاع وفقا لBED = D [1+ د / (α / β)]، حيث D = الجرعة الكلية، جرعة D = مجزأة، وα / β = 2). ويرد الجرعة الإجمالية تدار كما معهد البنك الدولي إلى المضيف الفئران من حيث عشرجرعات كسور البريد تسليمها والجرعة الإنسان مستمدة من النموذج من قبل أولئك الكسور الجرعة. لأغراض نموذج، يظهر أيضا الورم الخبيث من أجلها BED هو المعيار الرعاية.

يبدأ الجدول الزمني للعلاج من ورم الفئران الحاملة وخارج الحي الجيل CAR المتزامنة معيار العلاج الكيميائي الرعاية وأشعة الدماغ كله بعد 4 أيام زرع الورم (A): الشكل 1. وخلال هذه الفترة الزمنية، يتم إنشاء خلايا T CAR ومثقف خارج الحي (B) وتسليمها بعد دورة كاملة من تكييف المضيف.

الشكل 2: تخطيط والإعدادات للتسليم الإشعاع.يتم تسليم أشعة X وفقا لقياس الجرعات من 320 كيلو فولت و 10 أمبير، مع مدة متغيرة اختيارها وفقا لالجرعة المطلوبة (A). مجال البؤري للإشعاع الأشعة X هو ضيقة 2.5 سم المنطقة. يتم ترتيب الحيوانات مخدرا وفقا لشبكة (B) بحيث رؤوسهم تكمن في مجال أعلى كثافة الأشعة السينية، (C) يبين وجهة نظر من واحدة من نهاية شعاع الأشعة السينية. يمكن ما يقرب من 4 الحيوانات ستكون تحت irradiator خلال دورة واحدة من إدارة الأشعة السينية وفقا لهذا تخطيط الشبكة (B، D). ويستخدم الرصاص أنابيب لحماية الجسم، ولم يتبق سوى رؤوسهم يتعرض لمعهد البنك الدولي (D).

الرقم 3: تعديل SFGtcLuc_ITE4 فيروسات ناقلات، MSGV1، واستخدمت لالتنبيغ وتوليد خلايا T CAR و.إدراج CAR EGFRvIII تحتوي على مكافحة EGFRvIII سلسلة واحدة جزء البشري متغير (scFv) 139، جنبا إلى جنب مع CD8TM الفئران، CD28، 4-1BB، وCD3ζ المناطق داخل الخلايا، يحيط بها الفئران الفيروس الخلايا الجذعية (MSCV) يكرر محطة الطويلة (LTR ). المنبع من إدراج CAR هي المنطقة هفوة الموسعة والموقع لصق المغلف (لصق المانحة، والتنمية المستدامة، ولصق متقبل، سا)، وإشارة التعبئة والتغليف الفيروسية (ψ).

الشكل (4): يتم التعبير عن سيارات EGFRvIII على سطح خلايا T 48 ساعة التالية التنبيغ، كانت ملطخة خلايا T للتعبير عن سطح سيارات EGFRvIII باستخدام متعدد القسيمات تتألف من LEEKKGNYVVTDHC-K (البيوتين) -NH 2 / streptavidin-PE. كانت ملطخة أيضا خلايا T Untransduced من نفس المانحة كوسيلة لمراقبة سلبية. وتظهر البيانات أن عدد خلايا T CAR (المحور الصادي) إيجابية لستاining من قبل متعدد القسيمات-PE مترافق EGFRvIII (محور س)، بوابات على CD3 + الخلايا كعلامة خلية T، حيث تم العثور التعبير لتكون 60.9٪ (A). خلايا T CAR الملون لCD4-PerCP-Cy5.5 وCD8-APC تظهر ملف تعريف تعبير عن 21.7٪ و 70.9٪ على التوالي (B).
ليس لدى أصحاب البلاغ تضارب في المصالح للإعلان.
يمكن الاستفادة من التأثيرات اللمفاوية والمناعية للعلاج الكيميائي ومعيار الرعاية الإشعاعية لتعزيز الفعالية المضادة للأورام للعلاج المناعي للخلايا التائية. نحدد طريقة لتوليد الخلايا التائية لمستقبلات المستضد الخيمري (CAR) الخاصة ب EGFRvIII وإدارتها في سياق معيار الرعاية للورم الأرومي الدبقي.
يود المؤلفون أن يعرب عن تقديرهم للدكتورة لورا جونسون والدكتور ريتشارد مورغان لتوفير بنية الفيروس القهقرية CAR. يشكر المؤلفون أيضا جياو نغيوين على مساعدتها في قياس الجرعات لتشعيع الدماغ بالكامل. تم دعم هذا العمل بمنحة المعاهد الوطنية للصحة NCI 1R01CA177476-01.
| ناقل تغليف pCL-Eco Retrovirus | Imgenex | 10045P | ناقل مساعد لتوليد الفيروس القهقري |
| CAR Concanavalin A | Sigma Aldrich | C2010 | ميتوجين غير محدد للحث على تكاثر الخلايا التائية ونقل الفيروس |
| Retronectin | ClonTech / Takara | T100B | يسهل نقل الفيروسات القهقرية للخلايا |
| التائية Lipofectamine 2000 | Life Technologies | 11668-019 | كاشف الإرسال |
| DMEM ، الجلوكوز العالي ، تقنيات الحياة المرتفعة | 11995-065 | HEK293 وسائط الثقافة | |
| RPMI 1640 | Life Technologies | 11875-093 | وسائط زراعة الخلايا |
| التائية Opti-MEM I تقنيات مصل متوسط | العمر | مخفضة 11058-021 | وسائط الإرسال |
| 200 ملي مولار تقنيات L-Glutamine | Life | 25030-081 | مكمل وسائط زراعة الخلايا التائية |
| 100 ملي مولار تقنيات حياة بيروفات الصوديوم | 11360-070 | مكمل وسائط زراعة الخلايا التائية | |
| 100X MEM محلول الأحماض الأمينية غير الأساسية تقنيات | الحياة | 11140-050 | مكمل وسائط زراعة الخلايا التائية |
| 55 ملي مولار 2-Mercaptoethanol | تقنيات الحياة | 21985-023 | عامل اختزال لإزالة الجذور الحرة |
| البنسلين الستربتومايسين (10,000 U / ml) | تقنيات | الحياة 15140-122 | مكمل وسائط زراعة الخلايا التائية |
| جينتاميسين (50 مجم / مل) | تقنيات الحياة | 15750-060 | مكمل وسائط زراعة الخلايا التائية |
| GemCell من أصل الولايات المتحدة مصل الأبقار | الجنين الجوزاء المنتجات الحيوية | 100-500 | يوفر عوامل النمو والمواد المغذية ل in vitro < / em> نمو الخلايا |
| ألبومين مصل الأبقار (BSA) ، Fraction V & ndash ؛ | منتجات الجوزاء الحيوية | من الدرجةالقياسية 700-100P | تمنع الارتباط غير المحدد للفيروسات القهقرية بألواح مطلية بالرجعية فارم |
| ليز (تركيز 10x) BD | Biosciences | 555899 | Lyses خلايا الدم الحمراء أثناء معالجة خلايا الطحال |
| 70 مو ؛ م مصافي الخلايا المعقمة | Corning | 352350 | تقوم بتصفية جزيئات الأنسجة الكبيرة أثناء معالجة خلايا الطحال |
| أطباق ثقافة BioCoat 100 مم مع Poly-D-Lysine | Corning | 356469 | يعزز التصاق خلايا HEK293 لزيادة التكاثر بعد التعدي |
| Temozolomide | Best Pharmatech | N / A | مسحوق مجفف بالتجميد أعد في يوم الإعطاء |
| ثنائي ميثيل سلفوكسيد | سيجما علوم الحياة | D2650 | ضروري للذوبان الكامل للتيموزولوميد |
| محلول ملحي | Hospira | IM 0132 (5/04) | مذيب للتيموزولوميد والكيتامين / الزيلازين |
| كيتاثيسيا هيدروكلوريك | هنري شاين صحة | 11695-0701-1 | محلول الكيتامين |
| AnaSed | Lloyd Inc | N / A | محلول زيلازين معقم 100 مجم / مل |