시험관 내 및 생체 내 골수 세포와 CAR T 세포 간의 상호 작용 연구
2025년 7월 25일
인간 CART와 골수 세포 사이의 상호 작용을 연구하는 데 사용할 수 있는 제한된 이종이식 모델을 감안할 때, 우리는 CART 세포에 대한 인간 대식세포의 영향을 이해하기 위해 시험관 내 및 생체 내 모델을 확립했습니다. 연구 결과는 종양 미세 환경에서 대식세포 역할을 평가하고 대식세포 표적 면역 요법을 테스트하기 위해 잠재적으로 일반화될 수 있습니다.
우리의 연구는 맨틀 세포 림프종의 맥락에서 CA 19 항종양 활성에 대한 인간 면역억제 대식세포의 영향을 이해하기 위해 단순화된 시험관 내 및 생체 내 모델을 제공합니다. 생체 내에서 인간 대식세포와 단핵구를 연구하기 위해 가장 일반적으로 사용되는 모델은 조혈모세포를 박멸된 면역결핍 마우스에 생착시키는 것입니다. 생쥐의 인간 골수 세포를 연구하기 위해 면역결핍 마우스에 인간 조혈 줄기 세포를 생착시키는 것은 시간과 비용이 많이 소요될 수 있습니다.
생착 효율도 제한될 수 있습니다. 우리는 인간 대식세포, CAR T 및 종양 세포 간의 상호 작용을 연구하기 위해 보다 단순화된 시험관 내 및 생체 내 모델을 구축합니다. 다른 대식세포 표적 면역 요법을 테스트하는 데에도 사용할 수 있습니다.
시작하려면 분리된 1,000만 개의 인간 고전적 단핵구를 섭씨 4도에서 5분 동안 300g에서 원심분리합니다. 상청액을 흡인하고 세포를 배양 배지에 밀리리터당 100만 세포의 최종 농도로 재현탁합니다. 인간 재조합 GM-CSF를 현탁액에 첨가하여 밀리리터당 10나노그램의 최종 농도에 도달하고 완전히 혼합합니다.
단핵구를 T25 조직 배양 플라스크로 옮기고 섭씨 37도에서 7일 동안 배양합니다. 7일째에는 10분마다 얼음 위에서 세포를 세게 피펫팅하고 대부분의 대식세포가 분리될 때까지 현미경으로 확인합니다. 분리된 세포를 얼음 위의 15밀리리터 원뿔형 튜브로 옮깁니다.
그런 다음 얼음처럼 차가운 PBS로 세포를 세척하여 나머지 세포를 풀고 원추형 튜브에 결합합니다. 자동 세포 계수기를 사용하여 세포를 계수하고 섭씨 4도에서 5분 동안 300g에서 원심분리합니다. 상층액을 흡인한 다음 얼음처럼 차가운 PBS 5밀리리터로 펠릿을 세척하고 재현탁합니다.
튜브를 다시 원심분리하고 상청액을 흡인한 후, 최종 세포 펠릿을 얼음처럼 차가운 PBS에 재현탁하여 밀리리터당 2천만 세포의 농도에 도달합니다. 용액을 1.5밀리리터 미세 원심분리기 튜브에 옮기고 얼음 위에 보관합니다. 다음으로, 준비된 1,500만 개의 루시페라아제 양성 JeKo 세포를 15밀리리터 원뿔형 튜브로 옮깁니다.
JeKo 세포를 원심분리한 후 상청액을 흡인합니다. 펠릿을 얼음처럼 차가운 PBS에 밀리리터당 4천만 세포의 농도로 재현탁합니다. 이제 동일한 부피의 대식세포 현탁액과 종양 세포 현탁액을 신선한 1.5밀리리터 미세 원심분리기 튜브에 혼합합니다.
동일한 부피의 가용화된 기저막 매트릭스를 첨가하고 얼음 위에서 완전히 혼합합니다. 대조군으로서, 나머지 JeKo 세포를 새로운 미세 원심분리기 튜브에서 동일한 부피의 PBS와 혼합합니다. 동일한 부피의 가용화된 기저막 매트릭스를 추가하고 얼음 위에서 혼합합니다.
쥐를 마취한 후 노즈콘이 있는 가열된 무대에 놓습니다. 각막 손상을 방지하기 위해 생쥐의 양쪽 눈에 안용 연고를 바르십시오. 각 마우스의 오른쪽 옆구리를 면도하여 피부를 노출시킵니다.
100마이크로리터의 JeKo 대식세포 혼합물을 0.5밀리리터 주사기에 넣고 기포를 제거합니다. 노출된 피부를 부드럽게 들어 올리고 돌출된 피부 부위에 바늘을 삽입하면서 손가락으로 해당 부위를 누릅니다. 세포를 피하층에 천천히 주입하고 바늘을 부드럽게 빼냅니다.
면역억제성 대식세포의 생체 내 영향을 평가하기 위해 JeKo 세포 단독 또는 분화된 대식세포와 함께 생착된 NSG 마우스에서 생물 발광 이미징에 의해 종양 부담 진행을 추적했습니다. 분화된 대식세포의 존재는 JeKo 단독에 비해 17일까지 공동 생착된 마우스에서 유의하게 더 큰 종양 부담으로 나타난 바와 같이 생체 내 종양 진행을 현저하게 가속화했습니다.
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개요
본 연구는 외투세포 림프종에서 인간 면역 억제 대식세포가 CAR T 세포의 항종양 활성에 미치는 영향을 조사하기 위해 단순화된 in vitro 및 in vivo 모델을 구축합니다. 이러한 모델들은 종양 미세환경 내 대식세포 상호작용에 대한 이해를 높이고 대식세포 표적 면역요법의 테스트를 용이하게 하는 것을 목표로 합니다.
주요 연구 구성 요소
과학 분야
- 신경과학
- 면역학
- 종양학
배경
- 인간 대식세포는 종양 미세환경에서 중요한 역할을 합니다.
- 인간 골수성 세포를 연구하기 위한 현재의 모델들은 복잡하고 비용이 많이 듭니다.
- CAR T 세포와 대식세포 간의 상호작용을 이해하는 것은 면역요법 전략을 개선하는 데 필수적입니다.
- 기존의 이종이식 모델은 효율성과 실용성 면에서 한계가 있습니다.
연구 목적
- 인간 대식세포와 CAR T 세포 간의 상호작용 연구를 위한 보다 효율적인 모델을 개발하기 위함입니다.
- 외투세포 림프종 상황에서 대식세포의 역할을 평가하기 위함입니다.
- 대식세포 표적 면역요법의 테스트를 용이하게 하기 위함입니다.
사용된 방법
- 대식세포 상호작용 연구를 위한 인 비트로(in vitro) 모델 구축.
- 간소화된 이식 기술을 이용한 인 비보(in vivo) 모델 개발.
- 인간 대식세포가 존재하는 환경에서의 CAR T 세포 활성 평가.
- 잠재적인 대식세포 표적 치료법의 평가.
주요 결과
- 새로운 모델은 인간 대식세포를 연구할 수 있는 더 용이한 수단을 제공합니다.
- CAR T 세포와 인간 대식세포 간의 상호작용을 입증하였습니다.
- 연구 결과는 대식세포 표적 면역요법의 가능성을 뒷받침합니다.
- 이 모델들은 종양 면역학의 추가 연구에 맞게 조정될 수 있습니다.
결론
- 구축된 모델은 암에서 대식세포의 역할에 대한 이해를 증진시킵니다.
- 이 모델들은 새로운 면역요법을 테스트하기 위한 실용적인 접근 방식을 제공합니다.
- 향후 연구는 이러한 발견을 바탕으로 치료 전략을 개선할 수 있습니다.
자주 묻는 질문
주요 산업 관련성
혈액암에서 CAR T 세포 치료에 대한 저항성은 종양 미세환경 내의 면역 억제성 골수성 세포에 의해 유발되는 경우가 많으며, 이는 지속적인 임상 반응을 저해합니다. 본 연구는 인간 대식세포가 CAR T 세포 기능에 미치는 기전적 영향을 조사하기 위한 간소화된 in vitro 및 in vivo 모델을 소개하며, 이는 면역요법 파이프라인의 결정적인 생물학적 리스크를 직접적으로 다룹니다. 이러한 모델을 통해 중개 연구 팀은 대식세포 매개 저항성의 리스크를 낮추고 대식세포 표적 병용 전략의 개발을 위한 근거를 마련할 수 있습니다.
바이오 제약 R&D에서의 전략적 응용
초기 발견 및 타겟 검증
- 질병 관련 시스템에서 대식세포에 의해 유도되는 CAR T 세포 활성 억제를 직접적으로 조사할 수 있습니다.
- 치료 내성에서 골수성 세포의 역할을 규명함으로써 기전적 리스크 감소(de-risking)를 지원합니다.
- 면역 항암 포트폴리오 내 대식세포 조절제에 대한 기능적 표적 검증을 용이하게 합니다.
스크리닝 및 분석법 개발
- 면역 억제성 대식세포가 존재하는 환경에서 CAR T 세포의 효능을 정량적으로 평가하기 위한 재현 가능한 공배양 및 제노그라프트 모델을 제공합니다.
- 조합 스크리닝을 위한 대식세포 표적 후보 치료제의 표준화된 평가를 가능하게 합니다.
- 생물 발광 및 세포 정량화를 사용하여 종양 부담과 면역 세포 상호작용을 측정하는 분석법 개발을 지원합니다.
중개 및 전임상 연구
- 인간 대식세포를 이종이식 시스템에 통합함으로써 전임상 모델링을 인간 종양 미세환경의 복잡성에 맞게 정렬합니다.
- 생체 내(in vivo)에서 종양 진행과 면역 조절을 추적하여 중개 바이오마커 발굴을 가능하게 합니다.
- 임상적으로 유의미한 내성 메커니즘을 모델링하여 면역요법 후보 물질의 위험 조정된 진전을 지원합니다.
파이프라인 및 워크플로우 통합
이 모델들은 대식세포-CAR T 세포 상호작용 및 치료적 개입에 대한 가설 기반 테스트를 가능하게 함으로써 초기 발견과 전임상 검증 사이의 가교 역할을 합니다.
- 발견 생물학(Discovery Biology): 대식세포 매개 CAR T 세포 억제에 대한 귀무가설 검증 및 경로 규명을 용이하게 합니다.
- 스크리닝(Screening): 공동 배양 및 제노그라프트 분석에서 치료 조건들을 비교하기 위한 정량적이고 재현 가능한 결과물을 제공합니다.
- 분석(Analytics): 종양 부담 및 면역 세포 기능을 통계적으로 분석할 수 있도록 생물발광 및 세포 수 측정값을 제공합니다.
- 중개 연구(Translational Research): 면역 요법 전략의 전임상 평가를 위해 인간 TME의 복잡성을 모델링합니다.
- 기업적 재사용(Enterprise Reuse): 종양학 프로그램 전반에서 골수성 세포 표적 및 CAR T 세포 치료제의 지속적인 평가를 위해 적응 가능한 플랫폼을 제공합니다.
운영 및 기업 영향
- 과학적 가치: 주요 내성 기전을 모델링하여 면역요법 효능에 대한 예측 신뢰도를 높입니다.
- 운용적 가치: 단순화되고 확장 가능한 in vitro 및 in vivo 시스템을 통해 전임상 워크플로우를 효율화합니다.
- 전략적 가치: 종양 미세환경을 표적으로 하는 병용 면역요법의 추진 또는 중단(go/no-go) 결정에 필요한 정보를 제공합니다.
- 포트폴리오 영향: 대식세포 매개 내성을 해결하는 후보 물질에 대해 리스크가 조정된 우선순위 설정이 가능해집니다.
실행 시 고려 사항
- 인체 면역 세포의 분리, 분화 및 공배양 기술에 대한 전문 지식이 필요합니다.
- 인 비보(in vivo) 연구를 위해 면역결핍 마우스 모델과 생체 발광 이미징 인프라에 대한 접근이 필요합니다.
- 재현성을 위해 세포 준비, 이식 및 판독 프로토콜의 팀 간 표준화가 요구됩니다.
- 다른 종양 모델이나 면역 세포 유형에 적용하려면 프로토콜 최적화가 필요할 수 있습니다.
- 제한 사항으로는 이식 효율성 및 인간-마우스 이종 이식 데이터의 신중한 해석 필요성이 있습니다.
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