Dit protocol schetst het proces van het transduceren van primaire menselijke T-cellen met een gen van belang, waardoor compatibiliteit met Good Manufacturing Practice (GMP)-normen wordt gegarandeerd.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Dit protocol schetst het proces van het transduceren van primaire menselijke T-cellen met een gen van belang, waardoor compatibiliteit met Good Manufacturing Practice (GMP)-normen wordt gegarandeerd.
Het gebied van adoptieve celtherapie (ACT) heeft een revolutie teweeggebracht door de ontwikkeling van genetisch gemodificeerde cellen, met name chimere antigeenreceptor (CAR)-T-cellen. Deze gemodificeerde cellen hebben opmerkelijke klinische reacties laten zien bij patiënten met hematologische maligniteiten. De hoge kosten voor het produceren van deze therapieën en het uitvoeren van uitgebreide kwaliteitscontroles hebben hun toegankelijkheid voor een breder scala aan patiënten echter beperkt. Om dit probleem aan te pakken, onderzoeken veel academische instellingen de haalbaarheid van interne productie van genetisch gemodificeerde cellen, terwijl ze zich houden aan de richtlijnen van nationale en internationale regelgevende instanties.
De grootschalige productie van genetisch gemodificeerde T-celproducten brengt verschillende uitdagingen met zich mee, met name wat betreft de productiecapaciteit van de instelling en de noodzaak om te voldoen aan de vereisten voor infusiehoeveelheden. Een grote uitdaging is het produceren van grootschalige virale vectoren volgens Good Manufacturing Practice (GMP)-richtlijnen, die vaak worden uitbesteed aan externe bedrijven. Bovendien kan het vereenvoudigen van het T-celtransductieproces helpen de variabiliteit tussen productiebatches te minimaliseren, de kosten te verlagen en de opleiding van het personeel te vergemakkelijken. In deze studie schetsen we een gestroomlijnd proces voor lentivirale transductie van primaire menselijke T-cellen met een fluorescerende marker als het gen van belang. Het hele proces voldoet aan GMP-conforme normen en wordt geïmplementeerd binnen onze academische instelling.
De opkomst van Adoptive Cell Therapies (ACT) en chimere antigeenreceptor (CAR)-T-cellen hebben een revolutionaire verschuiving teweeggebracht in de moderne klinische praktijk, waardoor een nieuw paradigma van gepersonaliseerde geneeskunde is ontstaan. Met name CAR-T-cellen gericht op CD19 hebben uitzonderlijke klinische responsen aangetoond en vertegenwoordigen de meest geavanceerde T-celtherapie voor B-celmaligniteiten 1,2,3,4,5. De huidige gecommercialiseerde gen-gemodificeerde T-celtherapieën zijn echter sterk afhankelijk van virale vectoren voor genoverdracht. De implementatie van virale vectoren in ACT, met name onder Good Manufacturing Practice (GMP)-omstandigheden binnen een academische omgeving, brengt aanzienlijke uitdagingen met zich mee vanwege schaalbaarheidsbeperkingen, gespecialiseerde apparatuurvereisten, de behoefte aan hoogopgeleid personeel en het gebruik van GMP-conforme reagentia voor de productie van plasmide-gemedieerde virale deeltjes 6,7,8.
Bijgevolg is het productieproces voor gengemodificeerde T-celtherapieën ingewikkeld en begint het meestal met de isolatie van perifere mononucleaire bloedcellen (PBMC's) uit een leukafereseproduct. T-cellen worden vaak verrijkt vanuit de PBMC-pool en geactiveerd met behulp van anti-CD3/CD28-microcomplexen 7,9. Vervolgens worden T-cellen genetisch gemodificeerd met virale of niet-virale vectoren, die in situ kunnen worden geproduceerd of uitbesteed. Om het vereiste aantal cellen voor infusie te bereiken, worden gengemodificeerde cellen geëxpandeerd voordat ze definitief worden geformuleerd en/of gecryoppaserveerd. Ten slotte moet het celproduct voldoen aan verschillende vrijgavecriteria op basis van meervoudige kwaliteitscontroletests9.
Dit protocol presenteert een uitgebreide methodologie die gebruik maakt van eenvoudige technieken voor de ex vivo manipulatie van gezonde PBMC's om een gengemodificeerd T-celproduct te vervaardigen onder GMP-conforme omstandigheden. Het protocol omvat het gebruik van een lentivirale vector, die kan worden uitbesteed aan een viraal productiebedrijf dat alle noodzakelijke kwantitatieve/functionele, zuiverheids- en veiligheidstests uitvoert (bijv. virale titer, detectie van DNA-replicatiecompetent lentivirus van gastheercellen). Voor deze studie is de gebruikte vector een op VSV-g (Vesicular Stomatitis Virus G Protein) gebaseerde lentivirale vector van de tweede generatie met Green Fluorescent Protein (GFP), als het gen van belang, in constitutieve expressie.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Deze studie werd goedgekeurd door de ethische commissie van de Universiteit van Patras en de Institutional Review Board van het Universitair Algemeen Ziekenhuis van Patras. Voorafgaand aan het verkrijgen van biologische monsters werd geïnformeerde toestemming verkregen van gezonde personen. De geschiktheidsbeoordeling van deelnemers werd uitgevoerd volgens institutionele procedures en in overeenstemming met de JACIE-normen voor leukaferese. Als dit protocol moet worden geïmplementeerd in een klinische ACT-setting, moeten alle procedures voldoen aan de Good Manufacturing Practice (GMP)-richtlijnen en worden uitgevoerd in GMP-conforme cleanrooms. Speciale veiligheidsmaatregelen zijn noodzakelijk bij het werken met virale vectoren, en deze procedures moeten worden uitgevoerd in een speciale bioveiligheidskast. In deze studie werden de beschreven procedures uitgevoerd binnen een gevalideerd H35 HEPA-hypoxystation (zie materiaaltabel) om een gecontroleerde en bewaakte omgeving te garanderen. Ontsmetting van alle gevaarlijke vloeistoffen moet worden uitgevoerd met behulp van 10% bleekoplossing.
1. PBMC-isolatie en T-celactivering (dag 0)
2. Lentivirale T-celtransductie (dag 3)
3. Virusverwijdering en T-celexpansie (dag 4)
4. Cryopreservatie (dag 14)
NOTITIE: Tijdens deze stap is ijs nodig om cryovials naar de opslaglocatie over te brengen. De timing van cryopreservatie is afhankelijk van het gewenste aantal cellen. Voor dit protocol wordt cryopreservatie uitgevoerd op dag 14 na het bereiken van een 25-voudige expansie.
5. Kwaliteitscontrole (dag 14)
OPMERKING: Voor het testen van de afgifte onderging het product verschillende tests, waaronder steriliteitstests voor microbiële groei en beoordeling van het endotoxineniveau. Deze tests werden uitgevoerd in gecertificeerde laboratoria van het Universitair Algemeen Ziekenhuis van Patras en de Universiteit van Patras. De aanwezigheid van mycoplasma werd intern bepaald met behulp van een biochemische detectietest en gemeten op een luminometer volgens de instructies van de fabrikant (zie Tabel met materialen). Het celfenotype (figuur 1), het aantal cellen en de levensvatbaarheid werden intern beoordeeld door middel van flowcytometrie (zie rubriek 5.1) en een geautomatiseerde celteller (zie materiaaltabel). Op basis van gepubliceerde gegevens en aanbevelingen10,11 voor GMP-geproduceerde celproducten werden vrijgavecriteria vastgesteld (tabel 1).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Beoordeling van de transductie-efficiëntie
De getransduceerde cellen werden geëvalueerd op de expressie van het gen van belang (GFP) met behulp van flowcytometrie. Representatieve resultaten zijn weergegeven in figuur 1. Op dag 14 was meer dan 95% van de cellen CD3+, wat wijst op succesvolle activering en expansie van T-cellen. De transductie-efficiëntie binnen de CD3+-populatie werd gemeten op 58,7% (TD, figuur 1C
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Lentivirale vectoren als genafgiftevoertuigen zijn belangrijke hulpmiddelen op het gebied van cel- en gentherapie vanwege hun vermogen om zowel delende als niet-delende cellen te transduceren12. Grootschalige productie van lentivirale vectoren met behulp van GMP-compatibele methoden is echter nog steeds een uitdaging vanwege verschillende parameters, zoals transfectiemethoden en zuiveringsstappen, die kunnen leiden tot variabiliteit in lentivirusbatches. Academische centra verkrijgen vaak virale v...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
N.S. ontwikkelde het protocol en schreef het manuscript dat door A.S. werd beoordeeld en begeleid; K.S., G.A. voerden aanvullende experimenten uit; D.K., M.L. leverde waardevolle ondersteuning bij de experimenten en samen met V.Z., N.T. bij het beoordelingsproces. N.T. is lid van ProtATonce Ltd. Alle andere auteurs verklaren geen tegenstrijdige belangen te hebben.
Dit onderzoek is medegefinancierd door de Europese Unie en Griekse nationale fondsen via het Operationeel Programma Concurrentievermogen, Ondernemerschap en Innovatie, onder de oproep RESEARCH - CREATE - INNOVATE (projectcode: T2EDK - 00474). We willen ook onze dank uitspreken aan de Choose Life Foundation voor het bieden van voortdurende steun aan het GMP Lab "Dimitris Lois" van het Instituut voor Celtherapie.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| 24-well TC-behandelde plaat | Corning | 353047 | |
| 5 mL FACS tube | Corning | 352054 | |
| 50 mL Falcon tubes | Greiner biomedica | 227261 | |
| 6-well TC-behandelde plaat | Corning | 353046 | |
| 7-AAD | BD Biosciences | 559925 | |
| BD FACS CANTO II | BD Biosciences | V96300084 | |
| BSA | Applichem | A1391 | |
| Cell Counter | Corning Cell Cytosmart | J21E0081 | |
| Cryovials | Greiner biomedica | 122263 | |
| Dimethyl Sulfoxide (DMSO) | Sigma-Aldrich | D2438 | |
| Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline (D-PBS) | Life Technologies | 14190 | |
| EDTA | Invitrogen | 15575-038 | |
| FACS Buffer (1x D-PBS, 0.5% BSA, 2 mM EDTA) | - | - | |
| FlowJo Software v10.6.2 | TreeStar Inc | - | |
| Gibco CTS Opti-MEM I Medium | ThermoFisher Scientific | A4124801 | |
| GMP rhIL-15 | Miltenyi Biotec | 170-076-114 | |
| GMP rhIL-2 | Miltenyi Biotec | 170-076-146 | |
| GMP rhIL-7 | Miltenyi Biotec | 170-076-111 | |
| Hanks’s Balanced Salt Solution (HBSS) | Life Technologies | 14175 | |
| HEPA Whitley H35 Hypoxystation | Don Whitley Scientific | HA0315172H | |
| Human Serum Albumin (HSA) | Baxter | B05AA01 | |
| Junior LB 9509 Portable Luminometer | Berthold Technologies | 6506 | |
| Lenti-X Provirus Quantitation Kit | Takara Bio | 631239 | |
| Lymphoprep | Stemcell Technologies | 7811 | |
| MACS GMP T cell TransAct | Miltenyi Biotec | 170-076-156 | |
| Mouse Anti-Human CD3 (Clone: UCHT-1) | BD Biosciences | 557706 | |
| MycoAlert Plus Detection kit | Lonza Bioscience | LT07-703 | |
| Parafilm ultra-expandable sluitfilmtape 5 cm x 75 m | D.Dutscher | 90261 | |
| PeriStem PS-650-DB (aferesezak) | Biomed Device | SC00816 | |
| Planer Kryo10 Series III | Planer | ||
| T75 flasks | Greiner biomedica | 658175 | |
| Trypan blue, 0.4% oplossing | Invitrogen | T10282 | |
| Vectofusin-1 GMP | Miltenyi Biotec | 170-076-165 | |
| X-VIVOTM 15 Serum-free Hematopoietic Cell Medium | Lonza Bioscience | A1048501 |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.