Die CAR-T-Zelltherapie hat sich bei hämatologischen Malignomen als vielversprechend erwiesen, wie die 6 von der FDA zugelassenen CAR-T-Produkte seit 2017 zeigen, wie das National Cancer Instituteberichtet 1. Es gibt zahlreiche CAR-T-Zellen in klinischen Studien zur Bekämpfung solider Tumore. Die Entwicklung neuartiger CAR-Targets und die Optimierung des CAR-Konstrukts sind entscheidend für die Wirksamkeit einer CAR-T-Zelle. Die Wahl des idealen CAR-Konstrukts für jede Anwendung ist entscheidend für ein genaues Targeting von tumorassoziierten Antigenen (TAA) bei gleichzeitiger Vermeidung einer niedrigen TAA-Expression in normalem Gewebe2.
Ein CAR-Konstrukt besteht hauptsächlich aus fünf Kompartimenten: (1) extrazelluläre einkettige variable Fragmente (scFv)-Domäne, die auf das Tumorantigen abzielt; (2) Scharnier-Domäne; (3) Transmembran-Domäne; (4) intrazelluläre zytoplasmatische T-Zell-komdimulatorische Domäne; und (5) Signalisierungsdomäne. Die Modifikation jeder dieser Domänen beeinflusst die Präzision der CAR-T-Zelle, die mit ihrer Zielzelle3 interagiert. Daher ist die Bewertung der Zytotoxizität und Kreuzreaktivität dieser CAR-Konstrukte in vitro entscheidend, um das richtige Konstrukt für In-vivo-Experimente auszuwählen. Zu den aktuellen Methoden zur Bewertung der Zytolyse durch T-Zellen gehören der 51-Cr-Freisetzungstest, der Laktatdehydrogenase-Freisetzungstest, der biolumineszierende Bildgebungstest, die impedanzbasierte Echtzeit-Zellanalyse und der zellbasierte Durchflusszytometrie-Assay 4,5. Die hier beschriebene auf Fluoreszenzbildgebung basierende Plattform identifiziert die Anzahl lebender vs. toter Zellen, was eine direkte Quantifizierung der T-Zell-Zytolyse im Gegensatz zu einer indirekten Methode zur Bewertung der Zytolyse durch T-Zellen darstellt.
Hier ist eine einfache, kosteneffiziente, schnelle und hochdurchsatztechnische Technik mit minimalen Eingriffen zur Bewertung der Zytotoxizität von Jurkat-Zellen, die den epidermalen Wachstumsfaktorrezeptor (EGFR) CAR exprimieren, gegen MDA-MB-231 triple-negative Brustkrebszellen (TNBC) und EGFR CRISPR knock-out MDA-MB-231-Zellen. Jurkat-Zellen sind immortalisierte menschliche T-Lymphozyten-Zellen6, die häufig für die Untersuchung von T-Zell-Aktivierungs- und Signalmechanismen verwendet werden7. Darüber hinaus wurden Jurkat-Zellen in mehreren Studien für In-vitro-CAR-Tests verwendet 8,9,10,11. Jurkat-Zellen werden leicht durch Lentiviren transduziert und weisen eine anhaltende Proliferation auf, und dieses System wurde genutzt, um die Scharnierdomäne verschiedener EGFR-CAR-Konstrukte zu optimieren.
Dieser Assay kann für das Screening mehrerer CAR-Konstrukte verwendet werden, die auf verschiedene Tumorantigene abzielen und gegen mehrere adhärente Tumorzelllinien und in verschiedenen Effektor-zu-Tumor-Verhältnissen (E:T) verwendet werden. Darüber hinaus können mehrere Zeitpunkte ausgewertet und die Anzahl der Replikate geändert werden, um die beste Tötung unter den verschiedenen CAR-Konstrukten zu identifizieren. Die besten Konstrukte müssen mit CD3-T-Zellen aus mononukleären Zellen des peripheren Blutes (PBMCs) bestätigt werden. Das übergeordnete Ziel hinter der Entwicklung dieser Methode ist es, die CAR-Scharniergeometrie schnell und mit hohem Durchsatz zu optimieren, um Barrieren wie eine geringe Transduktionseffizienz zu überwinden, gefolgt von einer Bestätigung in PBMC-abgeleiteten T-Zellen.