2019年12月17日
我们介绍了一种可靠生成嵌合抗原受体(CAR)T细胞的方法,并在体外和体内检测其分化与功能。
在输注后能够定植、扩增并具有细胞毒活性的功能性CAR T细胞产品的制备,是有效过继性免疫治疗的关键组成部分。例如,在实体瘤中,CAR T细胞能够浸润实体瘤并获得最佳的抗原刺激;然而,其在人体内的整体定植和扩增能力受到限制。该方法的主要优势在于,能够在不产生终末分化或耗竭T细胞的情况下,维持CAR T细胞的质量或分化状态,从而避免因细胞增殖能力下降或效应功能不佳而影响治疗效果。
该技术可能具有难度,因为T细胞对其细胞浓度、培养容器的表面积以及代谢需求非常敏感。本质上,在整个操作过程中都需要维持T细胞的良好状态,否则它们将无法生长。
开始此操作时,准备好6孔培养板。通过将新鲜或冻存的原代人T细胞与抗CD3和CD28磁珠按每3个磁珠对应1个T细胞的比例混合,激活T细胞。将T细胞在X-Vivo 15培养基中进行培养,培养基中需添加正常人AB型血清、L-谷氨酰胺、hepes和IL2。
扩增期间,以每毫升一百万个T细胞的浓度激活T细胞,并在37摄氏度、20%氧气、5%二氧化碳和95%湿度条件下培养。经一夜刺激后,将慢病毒上清液加入已激活的T细胞中。
计算上清液的体积,以获得3至5之间的感染复数。继续在相同条件下培养细胞。第3天,收集用于冷冻保存的细胞代表性等分试样。
在冷冻保存之前,通过轻柔移液和磁力分离去除磁珠。准备含有0.5% DMSO的PBS冷冻培养基,并在4°C下保存,直至使用。
接下来,将T细胞在300 × g条件下离心5分钟。弃去上清液,加入5 mL PBS。再次以300 × g离心5分钟,弃去PBS。
将沉淀重悬于1毫升冷的冷冻保存液中。将T细胞放入预冷的冻存容器中冷冻,并于-80摄氏度保存48小时。
此后,将冻存的细胞转移至液氮中。用 5 毫升磷酸盐缓冲液(PBS)洗涤剩余的 T 细胞一次,以去除任何残留的载体。在 300 × g 条件下离心 5 分钟。
然后,弃去 PBS,将细胞沉淀重悬于 T 细胞培养基中,浓度为每毫升 500,000 个细胞。将 T 细胞分入两份培养物中,分别标记为 45 和 9。使用计数微球及针对人 CD4 和 CD8 的单克隆抗体,通过流式细胞术对 T 细胞进行计数。
以及活性染料。每隔一天更换一次培养基,以维持细胞浓度在每毫升50万个细胞。在第5天,计数并按照之前所述方法对第5天的培养物进行冷冻保存。
第7天,用PBS洗涤500,000个细胞,并将细胞重悬于100 µL荧光激活细胞分选缓冲液中。然后,通过流式细胞术,使用荧光标记的抗CAR 19独特型抗体对CAR表面蛋白表达进行免疫染色检测。
第九天,按照此前所述方法对第九天的培养物进行计数并冷冻保存。本研究检测了在X-Vivo培养过程中不同时间点收获的CAR T细胞的功能与效力。利用本视频所述方法,T细胞被激活并分别扩增三天或九天。
根据此处所示的设门策略,通过检测细胞表面表达的不同糖蛋白的丰度来分析细胞的分化特征。在X-Vivo培养过程中,随时间推移可观察到细胞逐渐向效应表型分化。随后评估CAR T细胞在抗原刺激下的效应功能和增殖能力。
培养时间较短的细胞在功能上优于长期大规模培养的细胞。在急性淋巴细胞白血病(ALL)的人源异种移植小鼠模型中,比较了在不同时间点收获的CAR T细胞的效力。培养9天的细胞表现出剂量依赖性的抗白血病反应,在高剂量(三百万个细胞)时可达到完全缓解;而在低剂量(50万个细胞)时则疗效丧失。
然而,第3天的细胞在高剂量和低剂量下均表现出持续的肿瘤控制效果。这种反应与小鼠外周血中CAR-T 19细胞的绝对数量相关。总体而言,这些结果表明,较早收获的CAR T细胞优于较晚收获的细胞。
在完成该操作步骤后,可进一步开展其他功能检测,例如海马分析,以测定其代谢特性,如耗氧量或线粒体应激能力。也可进行多轮重复刺激,以深入了解CAR T细胞的分化状态及其持久性。基于本研究工作,我们及其他研究人员正在开展研究,以进一步缩短培养过程。
该方法还可扩展应用于其他肿瘤抗原的核心策略设计。在操作慢病毒时必须始终注意安全,即使所使用的慢病毒已被改造为不具备复制能力。
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本文介绍了一种生成具有功能活性的嵌合抗原受体(CAR)T细胞的方法。该方法强调在制备过程中维持T细胞质量的重要性,以确保过继性免疫治疗的有效性。
制备具有功能完整性的CAR T细胞对于推进肿瘤学领域中的过继性免疫治疗至关重要。该方法可对CAR的表达、细胞分化状态、增殖能力及细胞溶解活性进行稳健评估,从而提升临床前模型的预测可靠性。可靠的CAR T细胞生产直接影响从基础发现向转化研究过渡阶段的研发管线决策。
该CAR T细胞制备方案连接了早期发现、检测方法开发和临床前验证,可实现免疫治疗项目的无缝工作流程整合。