פרוטוקול להערכת הרג כמותי של תאי גידול על ידי תאי Jurkat המבטאים קולטן אנטיגן כימרי (CAR) המכוון לאנטיגן גידול יחיד. פרוטוקול זה יכול לשמש כפלטפורמת סינון לאופטימיזציה מהירה של מבני צירי CAR לפני אישור בתאי T היקפיים שמקורם בדם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
פרוטוקול להערכת הרג כמותי של תאי גידול על ידי תאי Jurkat המבטאים קולטן אנטיגן כימרי (CAR) המכוון לאנטיגן גידול יחיד. פרוטוקול זה יכול לשמש כפלטפורמת סינון לאופטימיזציה מהירה של מבני צירי CAR לפני אישור בתאי T היקפיים שמקורם בדם.
תאי T של קולטן אנטיגן כימרי (CAR) נמצאים בחזית האונקולוגיה. CAR בנוי מתחום מיקוד (בדרך כלל מקטע משתנה שרשרת יחיד, scFv), עם מקשר תוך-שרשרת נלווה, ואחריו ציר, טרנסממברנה ותחום קוסטימולטורי. שינוי של המקשר התוך-שרשרת ותחום הציר יכול להשפיע באופן משמעותי על הרג בתיווך רכב. בהתחשב באפשרויות השונות הרבות עבור כל חלק של מבנה CAR, ישנם מספר רב של תמורות. ייצור תאי CAR-T הוא תהליך גוזל זמן ויקר, וייצור ובדיקה של מבנים רבים הוא השקעה כבדה בזמן ובחומר. פרוטוקול זה מתאר פלטפורמה להערכה מהירה של מבני CAR ממוטבים לציר בתאי Jurkat (CAR-J). תאי Jurkat הם קו תאי T אימורטלי עם ספיגה גבוהה של לנטיוירוסים, המאפשרים העברת CAR יעילה. כאן, אנו מציגים פלטפורמה להערכה מהירה של CAR-J באמצעות הדמיה פלואורסצנטית, ואחריה אישור של ציטוליזה בתאי T שמקורם ב-PBMC.
טיפול בתאי CAR-T הראה הבטחה גדולה בממאירויות המטולוגיות, כפי שעולה מ-6 מוצרי CAR-T שאושרו על ידי ה-FDA מאז 2017, כפי שדווח על ידי המכון הלאומי לסרטן1. ישנם תאי CAR-T רבים בניסויים קליניים להתמקדות בגידולים מוצקים. תכנון מטרות CAR חדשניות ואופטימיזציה של מבנה CAR חיוניים ליעילות של תא CAR-T. בחירת מבנה CAR האידיאלי עבור כל יישום חיונית למיקוד מדויק של אנטיגנים הקשורים לגידול (TAA) תוך הימנעות מרמות נמוכות של ביטוי TAA ברקמות נורמליות2.
מבנה CAR מורכב בעיקר מחמישה תאים: (1) תחום משתנה חד-תאי חוץ-תאי (scFv) המכוון לאנטיגן גידולי; (2) תחום ציר; (3) תחום טרנסממברנלי; (4) תחום קוסטימולטורי ציטופלזמי תוך-תאי של תאי T; ו-(5) תחום האיתות. שינוי כל אחד מתחומים אלה משפיע על הדיוק של תא CAR-T העוסק בתא היעד שלו3. לפיכך, הערכת ציטוטוקסיות ותגובתיות צולבת של מבני CAR אלה במבחנה היא קריטית לבחירת המבנה הנכון להתקדמות לקראת ניסויים in vivo. השיטות הנוכחיות להערכת ציטוליזה על ידי תאי T כוללות בדיקת שחרור 51Cr, בדיקת שחרור לקטט דהידרוגנאז, בדיקת הדמיה ביולומינסנטית, ניתוח תאים מבוסס עכבה בזמן אמת ובדיקת ציטומטריית זרימה מבוססת תאים 4,5. הפלטפורמה מבוססת הדימות הפלואורסצנטי המתוארת כאן מזהה את מספר התאים החיים לעומת המתים, שהוא כימות ישיר של ציטוליזה של תאי T בניגוד לשיטה עקיפה להערכת הציטוליזה על ידי תאי T.
להלן טכניקה קלה, חסכונית, מהירה ובעלת תפוקה גבוהה עם התערבות מינימלית להערכת ציטוטוקסיות של תאי Jurkat המבטאים קולטן גורם גדילה אפידרמלי (EGFR) CAR כנגד תאי סרטן שד טריפל נגטיב (TNBC) של MDA-MB-231 ותאי EGFR CRISPR מחסלים תאי MDA-MB-231. תאי Jurkat הם תאי לימפוציטים אנושיים מסוג Tאימורטליים 6 הנמצאים בשימוש נרחב לחקר הפעלת תאי T ומנגנוני איתות7. יתר על כן, תאי Jurkat שימשו לבדיקות CAR במבחנה במחקרים מרובים 8,9,10,11. תאי Jurkat מתמרים בקלות על ידי lentivirus ויש להם שגשוג מתמשך, ומערכת זו מונפה כדי לייעל את תחום הצירים של מבני EGFR CAR שונים.
בדיקה זו יכולה לשמש לבדיקת מבני CAR מרובים המכוונים לאנטיגנים סרטניים שונים ולהשתמש בהם כנגד קווי תאים סרטניים נצמדים מרובים וביחסי השפעה לגידול (E:T) שונים. בנוסף, ניתן להעריך נקודות זמן מרובות, ולשנות את מספר העותקים המשוכפלים כדי לזהות את ההרג הטוב ביותר בין מבני CAR השונים. המבנים הטובים ביותר צריכים להיות מאושרים באמצעות תאי דם מונוגרעיניים היקפיים (PBMCs) נגזר CD3 T תאים. המטרה הכוללת מאחורי פיתוח שיטה זו היא לייעל במהירות את הגיאומטריה של ציר CAR באופן בתפוקה גבוהה תוך התגברות על מחסומים כגון יעילות התמרה נמוכה, ולאחר מכן אישור בתאי T הנגזרים מ-PBMC.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הערה: כל עבודת תרבית התאים נעשית בארון בטיחות ביולוגית עם חלוק מעבדה, כפפות וטכניקות אספטיות סטנדרטיות.
1. יצירת מכוניות המבטאות יורקטים (CAR-J)
2. ציפוי CFSE מסומן תאים סרטניים
הערה: תאי MDA-MB-231 (מ-ATCC, HTB-26) היו מתנה ממשתף פעולה, ו-EGFR KO MDA-MB-231 נוצרו כמתוארקודם 12.
3. תרבית משותפת של מכוניות המבטאות יורקטים עם תאי גידול המסומנים ב-CFSE
4. הכנת צלחת להדמיה
5. ניתוח תמונות ניאון
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
טווח של יחס E:T בין 1:8 ל-8:1 עבור CAR-J1 הוערך ב-72 שעות, והתמקד ב-EGFR בתאי TNBC MDA-MB-231. תאי Jurkat הומרו עם CAR lentivirus עם פוליברן כדי ליצור תאי CAR-J כמתואר בשלב 2. ציטוטוקסיות של CAR-J1 עלתה באופן משמעותי עם יחס E:T גבוה יותר ללא הבדל בהרג ביחס של 1:8 (איור 1). יותר מ-50% מקרי הרג נצפו ביחס של 4:1 E:T במשך 72 שעות. E:T זה שימש לניסויים הבאים עם משך מופחת ל -48 שעות להערכה ציטוטוקסיות מהירה של מבני CAR מרובים. EGFR המכוון למבני מכוניות עם תחום הציר שונה תוכננו (טבלה 1
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כאן הצענו שיטה מהירה להערכה יעילה של הפעילות הציטוליטית הספציפית למטרה הנגרמת על ידי ביטוי CAR בתאי Jurkat. לכל מבני CAR יש אותו scFv אך תחומי ציר וטרנסממברנה שונים אשר הוכחו כמשפיעים על עוצמת תאי CAR-T13. הערכה נוספת של הרג לא ספציפי על ידי CAR-J אלה נעשתה על ידי תרבית שלהם עם תאי אנטיגן נוק אאוט (KO). זה מוכיח כי ההרג הוא ספציפי אנטיגן הגידול ולא עקב הפעלה בסיסית על ידי CAR-J. ניתן לקבוע בקלות פוטנציאל ציטוטוקסי של טווח יחסי E:T תוך זיהוי המספר הקטן ביותר של תאי השפעה הדרושים לסילוק תאי הגידול ב...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
מד"א-MB-231 היו מתנה חביבה מד"ר שיין סטקליין. המחברים מודים על מימון ממרכז הסרטן של אוניברסיטת קנזס לביצוע מחקר זה.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 15 מ"ל צינור חרוטי (סטרילי) | Midwest Scientific | #C15B | כל דומה יעבוד |
| 50 מ"ל צינור חרוטי (סטרילי) | Thermo Scientific | 339652 | כל דומה יעבוד |
| שחור/שקוף 96 צלחת באר | Falcon | 353219 | Celligo יש רשימה של צלחות תואמות |
| Celigo 4 Channel Imaging Cytomenter | Nexcelcom Bioscience | 200-BFFL-5C | כל דומה יעבוד |
| Celigo Software | Nexcelcom Bioscience | גרסה 5.3.0.0 | כל דומה יעבוד |
| חממת תרבית תאים | Thermo Scientific | HeraCell 160i | כל דומה יעבוד |
| צלוחיות מטופלות בתרבית תאים (T75, גדלים שונים, סטרילי) | TPP | 90076 | כל דומה יעבוד |
| CFSE | Tonbo | 13-0850-U500 | כל דומה יעבוד |
| מנתח תאים של Cytek Muse | Cytek | 0500-3115 | כל דומה יעבוד |
| DMEM | Gibco | 11995-040 | כל דומה יעבוד |
| FBS | Gemini bio-products | 900-108 | כל דומה יעבוד |
| Flow Cytometer | Cytek, BD וכו ' | Aurora, LSR II וכו ' | כל דומה יעבוד |
| FlowJo Sortware | Becton Dickinson & חברה | גרסה 10.7.1 | כל דומה יעבוד |
| Fluorobrite DMEM | Gibco | A18967-01 | כל דומה יעבוד |
| GraphPad Software | GraphPad | גרסה 9.3.1 (471) | כל דומה יעבוד |
| Multichanel Pipette | Thermo Scientific | Finnpipette F2 | כל דומה יעבוד |
| PBS | Gibco | 10010-031 | כל דומה יעבוד |
| PenStrep | Gibco | 15070-063 | כל דומה יעבוד |
| קצות פיפטה (סטרילי, מסונן, 1 מ"ל, גדלים שונים) | Pr1ma | PR-1250RK-FL וכו | 'כל דומה יעבוד |
| פיפטורים | Thermo Scientific | Finnpipette F2 | כל דומה יעבוד |
| Propidium Iodide | Invitrogen | P1304MP | כל דומה יעבוד |
| RPMI | Corning | 10-041-cv | כל דומה יעבוד |
| Serological Pipette Aid | Drummond Scientific | 4-000-105 | כל דומה יעבוד |
| פיפטות סרולוגיות (סטריליות, בגדלים שונים) | Pr1ma | PR-SERO-25וכו ' | כל דומה יעבוד |
| נתרן פירובט | קורנינג | 25-000-CI | כל דומה יעבוד |
| מאגרים סטריליים המערב | התיכון מדעי | RESE-2000 | כל דומה יעבוד |
| צנטריפוגה שולחנית | Eppendorf | 5810R | כל דומה יעבוד |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה