هنا، نقدم بروتوكولا ً للتحرير الوراثي لخلايا CAR-T عبر نظام CRISPR/Cas9.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
هنا، نقدم بروتوكولا ً للتحرير الوراثي لخلايا CAR-T عبر نظام CRISPR/Cas9.
مستقبلات مستضد Chimeric T (CAR-T) العلاج الخلوي هو أحدث ويحتمل أن تكون ثورية خيار العلاج الجديد للسرطان. ومع ذلك، هناك قيود كبيرة على استخدامه على نطاق واسع في علاج السرطان. وتشمل هذه القيود تطوير سمية فريدة من نوعها مثل متلازمة إطلاق السيتوكين (CRS) والسمية العصبية (NT) والتوسع المحدود، وظائف التأثير، والنشاط المضاد للورم في الأورام الصلبة. وتتمثل إحدى الاستراتيجيات الرامية إلى تعزيز فعالية CAR-T و/أو السيطرة على سمية خلايا CAR-T في تحرير جينوم خلايا CAR-T نفسها أثناء تصنيع خلايا CAR-T. هنا، ونحن نصف استخدام كريسبر / Cas9 تحرير الجينات في خلايا CAR-T عن طريق transduction مع بنية لينتيفيروسي تحتوي على دليل RNA إلى حبيبات الضامة مستعمرة تحفيز عامل (GM-CSF) وCas9. على سبيل المثال، نحن نصف كريسبر / Cas9 بوساطة بالضربة القاضية من GM-CSF. لقد أظهرنا أن هذه الخلايا GM-CSFك / س CAR-T تنتج بشكل فعال أقل GM-CSF مع الحفاظ على وظيفة الخلية T الحرجة وتؤدي إلى تعزيز النشاط المضاد للورم في الجسم الحي مقارنة مع خلايا CAR-T من النوع البري.
مستقبلات مستضد Chimeric T (CAR-T) العلاج الخلوي معارض وعد كبير في علاج السرطان. 1 , 2 اثنين من العلاجات الخلية CAR-T التي تستهدف CD19 (CART19) تمت الموافقة عليها مؤخرا في الولايات المتحدة في أوروبا لاستخدامها في الأورام الخبيثة الخلية B بعد إظهار نتائج ملفتة للنظر في التجارب السريرية متعددة المراكز. 3 , 4 , 5 الحواجز التي تحول دون الاستخدام الأكثر انتشاراً لخلايا CAR-T هي نشاط محدود في الأورام الصلبة والسمية المرتبطة بها بما في ذلك متلازمة إطلاق السيتوكين (CRS) والسمية العصبية (NT). 3 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 لتعزيز المؤشر العلاجي للعلاج بالخلايا CAR-T، يتم استخدام أدوات هندسة الجينوم مثل nucleases إصبع الزنك، TALENs، وCRISPR لمزيد من تعديل خلايا CAR-T في محاولة لتوليد خلايا CAR-T أقل سمية أو أكثر فعالية. 10 سنوات , 11
في هذه المقالة، نقوم بوصف طريقة لتوليد خلايا CAR-T تحرير CRISPR/Cas9. والهدف المحدد من هذه الطريقة هو تعديل وراثيا خلايا CAR-T أثناء تصنيع الخلايا CAR-T عن طريق CRISPR /Cas9 لتوليد خلايا CAR-T أقل سمية أو أكثر فعالية. ويستند الأساس المنطقي لتطوير هذه المنهجية على الدروس المستفادة من التجربة السريرية للعلاج بالخلايا CAR-T، مما يشير إلى الحاجة الملحة لاستراتيجيات جديدة لزيادة النافذة العلاجية للعلاج بالخلايا CAR-T وتوسيع نطاق التطبيق إلى الأورام الأخرى ويدعمها التقدم الأخير في البيولوجيا الاصطناعية مما يسمح تعديلات متعددة من خلايا CAR-T التي بدأت في دخول العيادة. في حين يتم تطوير العديد من أدوات هندسة الجينوم وتطبيقها في بيئات مختلفة، مثل nucleases إصبع الزنك، TALENs، وCRISPR، منهجيتنا تصف تعديل CRISPR /Cas9 من خلايا CAR-T. 10 سنوات , 11 CRISPR/Cas9 هو آلية الدفاع البكتيرية المستندة إلى الحمض النووي الريبي التي تم تصميمها للقضاء على الحمض النووي الأجنبي. يعتمد CRISPR على endonucleases لشق تسلسل مستهدف تم تحديده من خلال دليل RNA (gRNA). يوفر تحرير كريسبر لخلايا CAR-T العديد من المزايا على الأدوات الهندسية الأخرى للجينوم. وتشمل هذه الدقة في تسلسل gRNA، والبساطة لتصميم gRNA استهداف جين الاهتمام، وكفاءة تحرير الجينات العالية، والقدرة على استهداف جينات متعددة حيث يمكن استخدام gRNAs متعددة في نفس الوقت.
على وجه التحديد في الأساليب الموصوفة هنا، استخدمنا عدس ترميز كريسبر دليل RNA وCas9 لتعطيل الجينات أثناء نقل CAR من الخلايا T. في اختيار تقنية مناسبة لتحرير خلايا CAR-T، نقترح التقنية الموصوفة هنا هي آلية فعالة لتوليد خلايا CAR-T الصف البحوث، ولكن لأن تأثير على المدى الطويل من التكامل الدائم من Cas9 في الجينوم غير معروف، ونحن اقتراح هذه المنهجية لتطوير دليل على مفهوم البحوث الصف CAR-T الخلايا ولكن ليس لإنتاج جيد تصنيع الممارسة الصف CAR-T الخلايا.
على وجه الخصوص، هنا نقوم بوصف جيل من الخلايا الحبيبية الضامة مستعمرة تحفيز عامل (GM-CSF) بالضربة القاضية CAR-T الخلايا التي تستهدف CD19 البشرية. تم إنشاء هذه الخلايا CAR-T عن طريق التحويل مع الجسيمات اللينة ترميز الحمض النووي الريبي دليل محدد إلى GM-CSF (اسم الجينات CSF2) وCas9. وجدنا سابقا أن تحييد GM-CSF يخفف CRS وNT في نموذج xenograft. 12 GM-CSFك / س CAR-T الخلايا تسمح لتثبيط GM-CSF خلال عملية التصنيع، والحد بشكل فعال من إنتاج GM-CSF مع تعزيز CAR-T خلية النشاط المضاد للورم والبقاء على قيد الحياة في الجسم الحي مقارنة مع خلايا CAR-T من النوع البري. 12 وهكذا، هنا نحن نقدم منهجية لتوليد كريسبر / Cas9 تحرير خلايا CAR-T.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
يتبع هذا البروتوكول المبادئ التوجيهية لمجلس المراجعة المؤسسية في Mayo Clinic (مايو كلينك) واللجنة المؤسسية للسلامة الأحيائية (IBC).
1. CART19 إنتاج الخلايا
2- إنتاج GM-CSF k/o CART19
3 - كفاءة تعطيل اللجنة العالمية للبلدان العالمية ولجنة دعم الأوراق المالية والتقييم الوظيفي لـ GM-CSF k/o CART19
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ويبين الشكل 1 انخفاض معدل الـ GM-CSF في خلايا GM-CSFk/o CART19. للتحقق من أن الجينوم من الخلايا T تم تغييره إلى ضربة قاضية GM-CSF، تم استخدام تسلسل TIDE في الخلايا GM-CSFk/o CART19 (الشكل1A). CAR-T بقعة الخلية تلطيخ يتحقق من أن الخلايا T تعبر بنجاح عن مستقبلات سطح CAR في المختبر عن طريق التجصاق على خلايا CD3 + الحية (الشكل1B). تلطيخ داخل الخلايا من GM-CSF عن طريق قياس التدفق الخ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
في هذا التقرير، نقوم بوصف منهجية لاستخدام تكنولوجيا CRISPR/Cas9 للحث على إدخال تعديلات ثانوية في خلايا CAR-T. وعلى وجه التحديد، يتضح ذلك باستخدام الانكلب الفيروسي مع ناقل فيروسي يحتوي على gRNA يستهدف جين الاهتمام وCas9 لتوليد خلايا GM-CSFk/o CART19. كنا قد أظهرت سابقا أن تحييد GM-CSF يخفف CRS وNT في نموذج xenograft. 12 كما هو موضح سابقا، جنرال موتورز-CSFk /o CAR-T الخلايا تسمح لتثبيط GM-CSF أثناء عملية التصنيع، والحد بشكل فعال من إنتاج GM-CSF مع الحفاظ على وظائف الخلايا T الح...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
SSK هو مخترع على براءات الاختراع في مجال العلاج CAR T-الخلية التي تم ترخيصها لNovartis (بموجب اتفاق بين Mayo Clinic ، جامعة بنسلفانيا ، ونوفارتي). تم تمويل هذه الدراسات جزئيا من منحة من Humanigen (SSK). RMS، MJC، RS، وSSK هي المخترعين على براءات الاختراع المتعلقة بهذا العمل. يتلقى المختبر (SSK) التمويل من Tolero، Humanigen، طائرة ورقية، Lentigen، Morphosys، والأكتينيوم.
تم دعم هذا العمل من خلال منح من K12CA090628 (SSK)، والشبكة الوطنية الشاملة للسرطان (SSK)، ومركز Mayo Clinic للطب الفردي (SSK)، ومؤسسة بريدولين (SSK)، ومكتب مايو كلينيك للترجمة إلى الممارسة (SSK)، و برنامج تدريب العلماء الطبيين في Mayo Clinic (مايو كلينك) روبرت ل. هاويل من المنح الدراسية للأطباء والعلماء (RMS).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| CD3 الأجسام المضادة أحادية النسيلة (OKT3) ، PE ، eBioscience | Invitrogen | 12-0037-42 | |
| CD3 الجسم المضاد أحادي النسيلة (UCHT1) ، APC ، eBioscience | Invitrogen | 17-0038-42 | |
| Choice Taq Blue Mastermix | Denville Scientific | C775Y51 | |
| CTS (أنظمة العلاج الخلوي) Dynabeads CD3 / CD28 | Gibco | 40203D | |
| CytoFLEX System B4-R2-V2 | بيكمان كولتر | C10343 | مقياس التدفق الخلوي |
| ثنائي ميثيل سلفوكسيد | ميليبور سيجما | D2650-100ML | |
| Dulbecco's Dulbecco's Phosphate-Buffered Saline | Gibco | 14190-144 | |
| Dynabeads MPC-S (مكثف الجسيمات المغناطيسية) | الأنظمة الحيوية | التطبيقية A13346 | |
| Easy 50 EasySep Magnet | STEMCELL Technologies | 18002 | |
| EasySep Human T Cell Cell Isolation Kit | STEMCELL Technologies | 17951 | الخرز المغناطيسي السلبي ؛ 17951RF يتضمن نصائح وعازلة |
| مصل الأبقار الجنيني | Millipore Sigma | F8067 | |
| FITC Mouse Anti-Human CD107a ؛ | BD Pharmingen | 555800 | |
| وسط التثبيت (متوسط أ) | Invitrogen | GAS001S100 | |
| GenCRISPR gRNA البناء: الاسم: CSF2 دليل CRISPR RNA 1 ؛ الأنواع: الإنسان ، المتجه: pLentiCRISPR v2 ؛ المقاومة: أمبيسلين. رقم النسخة: عالية ؛ تحضير البلازميد: التسليم القياسي: 4 مو ؛ ز (مجاني من الرسوم) | GenScript | N / A | طلب مخصص |
| الماعز المضاد للفأر IgG (H + L) الجسم المضاد الثانوي الممتز ، Alexa Fluor 647 | Invitrogen | A-21235 | |
| https://tide.nki.nl. | الوراثة | ||
| . المتبرعون الذكور؛ اكتب AB الولايات المتحدة | Corning | 35-060-CI | |
| IFN جاما الجسم المضاد أحادي النسيلة (4S. B3) ، APC-eFluor 780 ، eBioscience | Invitrogen | 47-7319-42 | |
| Lipofectamine 3000 كاشف التعداء | Invitrogen | L3000075 | |
| LIVE / DEAD Fixable Aqua Dead Cell Stain Kit ، من أجل إثارة 405 نانومتر | Invitrogen | L34966 | |
| Lymphoprep | STEMCELL Technologies | 07851 | |
| Monensin Solution ، 1000X | BioLegend | 420701 | |
| ماوس مضاد للإنسان CD28 استنساخ CD28.2 | BD Pharmingen | 559770 | |
| ماوس مضاد للإنسان CD49d استنساخ 9F10 | BD Pharmingen | 561892 | |
| ماوس مضاد للإنسان MIP-1 & beta ؛ PE-Cy7 | BD Pharmingen | 560687 | |
| السيد Frosty Frozen Container | Thermo Scientific | 5100-0001 | |
| NALM6 ، استنساخ G5 & nbsp ؛ | ATCC | CRL-3273 | خط خلايا ابيضاض الدم الليمفاوي الحاد |
| النوكليز | Promega | P119C | |
| Olympus ، 500 مل ، غشاء PES ، 0.22 ميكرومتر ، معقم | Genesee Scientific | 25-227 | |
| Nalgene وحدات تصفية معقمة سريعة التدفق يمكن التخلص منها مع غشاء CN 0.45uM | Thermo Scientific Nalgene | 450-0045 | |
| Opti-MEM I مصل مخفض متوسط (1X) ، سائل | Gibco | 31985-070 | |
| PE-CF594 ماوس مضاد للإنسان IL-2 | BD Horizon | 562384 | |
| البنسلين - الستربتومايسين - الجلوتامين (100X) ، السائل | Gibco | 10378-016 | |
| وسط نفاذية (متوسط ب) | Invitrogen | GAS002S100 | |
| PureLink Genomic DNA Mini Kit | Invitrogen | K182001 | |
| بوروميسين ثنائي هيدروكلوريد | MP Biomedicals، Inc. | 0210055210 | |
| طقم استخراج جل QIAquick | QIAGEN | 28704 | |
| الفئران المضادة للإنسان GM-CSF BV421 | BD Horizon | 562930 | |
| RoboSep-S | STEMCELL Technologies | 21000 | الخلايا الآلي بالكامل |
| SepMate-50 (IVD) | STEMCELL Technologies | 85450 | |
| أزيد الصوديوم ، 5٪ (وزن / حجم) | ريكا كيماويكال | 7144.8-16 | |
| X-VIVO 15 خلية مكونة للدم خالية من المصل متوسطة | لونزا | 04-418Q |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.