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En reprise cellule tumorale in Vitro pour l’évaluation prédictive de l’antigène chimérique foncti...
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Cancer Research
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JoVE Journal Cancer Research
In Vitro Tumor Cell Rechallenge For Predictive Evaluation of Chimeric Antigen Receptor T Cell Antitumor Function

En reprise cellule tumorale in Vitro pour l’évaluation prédictive de l’antigène chimérique fonction antitumorale des récepteurs des lymphocytes T

Full Text
12,780 Views
08:04 min
February 27, 2019

DOI: 10.3791/59275-v

Dongrui Wang1,2, Renate Starr1, Darya Alizadeh1, Xin Yang1, Stephen J. Forman*1, Christine E. Brown*1

1Department of Hematology & Hematopoietic Cell Transplantation, T Cell Therapeutics Research Laboratory,City of Hope Beckman Research Institute and Medical Center, 2Irell and Manella Graduate School of Biological Sciences,City of Hope Beckman Research Institute and Medical Center

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Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This article presents an in vitro co-culture method for the functional evaluation of CAR T cells through repetitive tumor cell challenges. This approach allows for detailed analysis of T cell activity against glioblastoma cells.

Key Study Components

Area of Science

  • Immunology
  • Cell Biology
  • Cancer Research

Background

  • Chimeric antigen receptor (CAR) T cells are engineered to target specific tumor antigens.
  • Evaluating CAR T cell efficacy traditionally involves complex in vivo models.
  • This study introduces a simpler in vitro method for assessing CAR T cell function.
  • Understanding T cell responses is crucial for improving cancer immunotherapies.

Purpose of Study

  • To develop a high-throughput method for evaluating CAR T cell anti-tumor potency.
  • To analyze the phenotypic and functional characteristics of CAR T cells during co-culture with glioblastoma cells.
  • To investigate the effects of repetitive tumor challenges on T cell activation and exhaustion.

Methods Used

  • Co-culture of glioblastoma cells and CAR T cells in a 96-well plate format.
  • Repetitive challenges with increasing tumor cell numbers over several days.
  • Flow cytometric analysis to assess T cell activation and exhaustion markers.
  • Quantification of CAR T cell and tumor cell populations throughout the experiment.

Main Results

  • Both CD4 and CD8 CAR T cells are activated against glioblastoma cells.
  • CD4 CAR T cells demonstrate superior expansion and multiple rounds of killing.
  • CD8 CAR T cells show a higher tendency for exhaustion compared to CD4 CAR T cells.
  • The presence of CD4 CAR T cells enhances CD8 CAR T cell expansion.

Conclusions

  • This in vitro method effectively simulates the tumor microenvironment for CAR T cell evaluation.
  • Repetitive tumor challenges provide insights into T cell dynamics and efficacy.
  • The findings could inform strategies for optimizing CAR T cell therapies in clinical settings.

Frequently Asked Questions

What is the significance of using an in vitro co-culture method?
It allows for a more controlled environment to evaluate CAR T cell function without the complexities of in vivo models.
How does the repetitive tumor challenge affect T cell behavior?
It provides insights into T cell activation, exhaustion, and memory status over time.
What markers are used to assess T cell activation?
Markers such as CD69, 41BB, PD1, LAG3, and TIM3 are analyzed to evaluate T cell responses.
Can this method be applied to other types of cancer?
Yes, the co-culture method can potentially be adapted for various tumor types to study CAR T cell efficacy.
What are the implications of CD4 and CD8 T cell interactions?
Understanding these interactions can help optimize CAR T cell therapies by enhancing their effectiveness against tumors.
Is this method suitable for high-throughput screening?
Yes, the method is designed for high-throughput applications, allowing for efficient evaluation of multiple CAR T cell products.

Nous décrivons ici une méthode de culture in vitro de co aux cellules de T de tumeur ciblée de défi de manière récursive, qui permet une analyse phénotypique et fonctionnelle de l’activité antitumorale des lymphocytes T.

Ce protocole fournit une méthode fonctionnelle à long terme, in vitro, pour l’évaluation du récepteur chimérique d’antigène, ou cellules de T de CAR, par le défi répétitif de cellules de tumeur. Cette technique prend moins de temps, et moins laborieuse que l’évaluation in vivo de fonction de cellule T de CAR tout en réalisant toujours une représentation précise de l’efficacité vraie d’anti-tumeur. Cette technique in vitro permet le criblage et la différenciation à haut débit de la puissance anti-tumorale des cellules T de la RCA.

Qui a l’application potentielle pour évaluer l’efficacité clinique des produits de cellule T de CAR. Commencez par dissocier les tumeurs du glioblastome d’une culture tumorale du glioblastome. Avec un millilitre d’accutase froide, et 30 à 60 secondes de pipetage.

Quand les tumorspheres ont été perturbés, arrêtez la réaction avec cinq millilitres de milieu chaud de co-culture. Et pelleter les suspensions des cellules tumorales par centrifugation. Suspendre à nouveau les cellules du glioblastome à 1,6 fois 10 à la cinquième cellule tumorale par millilitre de concentration moyenne de coculture fraîche, et diluer les lymphocytes T récoltés à partir d’une culture des lymphocytes T car au pourcentage approprié de lymphocytes T positifs en RCA par millilitre de concentration moyenne de coculture.

Ensuite, ajoutez 100 microlitres des cellules tumorales diluées à chaque puits d’une plaque de culture de tissu de fond bien plate de 96 puits. Et 100 microlitres de cellules T CAR dans chaque puits de cellules tumorales avec mélange doux. Placez ensuite la plaque dans un incubateur de dioxyde de carbone de 37 degrés Celsius et de 5 %.

Les jours deux, quatre et six de la culture, soigneusement enlever 50 microlitres de milieu de chaque puits de la cellule tumorale, T cellule plaque de co-culture prévue pour rechallenge selon le tableau. Ensuite, ajouter 50 microlitres de suspension cellulaire glioblastome frais, préparé comme il vient de le démontrer, mais avec deux fois le nombre de cellules de la co-culture initiale à chaque puits avec un mélange doux. Et rendre la plaque à l’incubateur de culture cellulaire.

Les jours un, trois, cinq et sept de la co-culture, transfèrent le surnatant de chaque puits pour être récolté dans une nouvelle plaque inférieure ronde de 96 bien selon le tableau et ajoutent 50 microlitres de 0,5% préchauffé Trypsin EDTA dans chaque milieu bien épuisé. Après cinq minutes à 37 degrés Celsius, confirmer que les cellules se sont détachées du fond de chaque puits par microscopie légère, et pipette doucement la solution enzymatique autour du fond de chaque puits pour résuspendre les cellules. Avant de transférer la suspension cellulaire détachée dans les puits correspondants appropriés de la nouvelle plaque de 96 puits.

Pelleter les cellules par centrifugation, et laver les cellules avec 200 microlitres de fluorescents activé solution debout de tri cellulaire, ou FFS par puits avec une deuxième centrifugation. Suspendre à nouveau les granulés dans 100 microlitres du cocktail d’anticorps d’intérêt pour 100 microlitres de SSS par puits pendant une incubation de 30 minutes à quatre degrés Celsius. A la fin de l’incubation enlever tout anticorps non lié par séquentiel 100 et 200 microlitres FSS lave et re-suspendre les cellules dans 100 à 200 microlitres de tache nucléaire DAPI et FSS.

Ensuite, analyser les cellules selon les protocoles standard d’analyse cytométrique de flux. Pour l’analyse fonctionnelle et phénotypique des cellules T de CAR après co-culture de cellules de tumeur, récupérez les fichiers de données du cytomètre d’écoulement, et portez toutes les cellules négatives réelles de DAPI. Pour quantifier les cellules tumorales, portez la population négative de CD45.

Pour quantifier la barrière de cellules T de la RCA, la population positive de CD45 en RCA. Puis tracer les nombres de tumeurs et de cellules T CAR au cours de l’expérience, en identifiant l’activation des lymphocytes T par la co-expression de 41BB, et CD69. Épuisement des lymphocytes T par l’expression de PD1, LAG3 et TIM3, et le statut de mémoire des lymphocytes T LAG3, et TIM3, et le statut de mémoire des cellules T par CD45RO, et cd62 ligand expression.

par CD45RO, et CD62 ligand expression. Les lymphocytes T CD4 positifs et CD8 positifs en RCA sont également activés contre les cellules du glioblastome qui expriment l’antigène cible tel qu’indiqué par leur expression CD107a et cytokine intracellulaire. Cependant, comme évalué par le défi répétitif de tumeur SA, CD4 positif, mais pas CD8 positif, cellules de T de CAR sont capables de tuer rond multiple.

Les lymphocytes T CD4 positifs en RCA réalisent également une expansion plus robuste. Lorsque les lymphocytes T CD4 positifs et CD8 positifs en RCA sont mélangés à un rapport d’un à un, cette combinaison cellulaire permet d’obtenir des lymphocytes T CD8 positifs, mais non positifs au CD4 en termes de cytotoxicité à long terme. En outre, l’expansion des lymphocytes T CD8 positifs car est induite par l’ajout de lymphocytes T CD4 positifs.

Tandis que l’expansion positive de cellule T de CAR cd4 est inhibée en présence des cellules positives de CDa. 24 heures après la co-culture initiale, les lymphocytes T CD4 positifs et CD8 positifs car sont activés de la même manière. Pendant le défi répétitif de tumeur, les cellules positives de CD4 et de CD8 positives de CAR T démontrent une transition d’un phénotype positif de mémoire centrale positif de CD45RO, de CD62 ligan, à un phénotype positif de mémoire d’effecteur de CD45RO de CD62 ligan.

Les lymphocytes T CD8 positifs en RCA sont également plus sujets à l’épuisement que les lymphocytes T CD4 positifs en RCA évalués par leur expression PD1, LAG3 et TIM3 après trois jours de co-culture. De plus, aucune différence observée dans l’épuisement positif des lymphocytes T du CDa en présence ou en l’absence de lymphocytes T cd4 positifs, ce qui indique que l’expansion positive des lymphocytes T CD8 induits par CD4 n’est pas associée à une meilleure fonction effectrice. Cet essai peut également être couplé avec le tri des cellules T forment la co-culture pour effectuer une analyse plus approfondie sur les transcriptomes, la protéomique, et des gènes spécifiques d’intérêt.

Ce défi répétitif de tumeur pourrait également être employé comme plate-forme pour étudier les événements biologiques après reconnaissance de tumeur de cellule T de CAR.

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Recherche sur le cancer numéro 144 immunothérapie transfert adoptif de cellules dosage de co-culture activité effectrice fonction à long terme épuisement de lymphocytes t

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