Dit protocol biedt een gestroomlijnde workflow voor het genereren en testen van menselijke chimere antigeenreceptorregulerende T-cellen (CAR Tregs).
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Dit protocol biedt een gestroomlijnde workflow voor het genereren en testen van menselijke chimere antigeenreceptorregulerende T-cellen (CAR Tregs).
Chimere antigeenreceptor (CAR) T-celtherapie heeft het gezicht van de behandeling van kanker hervormd, wat heeft geleid tot recordremissiepercentages bij voorheen ongeneeslijke hematologische kankers. Deze successen hebben de interesse gewekt om het CAR-platform aan te passen aan een kleine maar cruciale subset van CD4+ T-cellen die voornamelijk verantwoordelijk zijn voor het reguleren en remmen van de immuunrespons, regulerende T-cellen (Tregs). Het vermogen om de immunosuppressieve activiteit van Tregs om te leiden naar elk extracellulair doelwit heeft enorme implicaties voor het creëren van celtherapieën voor auto-immuunziekten, afstoting van orgaantransplantaties en graft-versus-host-ziekte. Hier beschrijven we in detail methodologieën voor bonafide Treg-isolatie van humaan perifeer bloed, genetische modificatie van menselijke Tregs met behulp van lentivirus of CRISPR/Cas9-ondersteunde knock-in met behulp van adeno-geassocieerde virus-gemedieerde homologe gerichte reparatie (HDR) sjabloonafgifte, en ex vivo uitbreiding van stabiele menselijke CAR Tregs. Ten slotte beschrijven we de beoordeling van de fenotypische stabiliteit van de menselijke CAR Treg en de in vitro onderdrukkende functie, die inzicht geeft in hoe de menselijke CAR Tregs zich zullen gedragen in preklinische en klinische toepassingen.
Chimere antigeenreceptor (CAR) T-celtherapieën hebben een revolutie teweeggebracht in de behandeling van hematologische maligniteiten, waarbij opmerkelijk hoge remissiepercentages zijn bereikt bij voorheen onbehandelbare kankers 1,2. Bemoedigende vroege resultaten met het gebruik van CAR T-cellen voor de behandeling van glioblastoom 3,4,5 benadrukken de veelzijdigheid en het toekomstige potentieel van CAR-technologie om een breed scala aan maligniteiten aan te pakken. Terwijl het veld verdere toepassingen van CAR's onderzoekt, zijn regulerende T-cellen (Tregs) naar voren gekomen als een veelbelovend celtype. Tregs spelen een cruciale rol bij het handhaven van de immuunhomeostase en het reguleren van immuunresponsen via verschillende mechanismen, waaronder het sekwestreren van IL-2, het afscheiden van immunosuppressieve cytokines en het moduleren van antigeenpresenterende cellen 6,7.
Met CAR-technologie kunnen Tregs worden gebruikt voor de behandeling van afstoting van orgaantransplantaten, auto-immuunziekten en ontstekingsaandoeningen zoals allergieën en astma 6,8,9. CAR Tregs kan leiden tot aanzienlijke verbeteringen in de patiëntresultaten en de kwaliteit van leven door het gebruik van immunosuppressiva te verminderen, die het immuunsysteem als geheel remmen en in verband worden gebracht met schadelijke bijwerkingen10,11. Preklinische modellen hebben veelbelovende resultaten laten zien bij het vertalen van CAR-technologie naar Tregs, met succesvolle toepassingen bij ziekten zoals diabetes type 1, multiple sclerose, graft-versus-host-ziekte en inflammatoire darmaandoeningen 9,12,13,14,15. In de kliniek worden momenteel CAR Tregs onderzocht om afstoting van solide orgaantransplantaties te voorkomen16.
Dit artikel presenteert een gedetailleerde methodologie voor het genereren van menselijke chimere antigeenreceptorregulerende T-cellen (CAR Tregs). Dit protocol omvat het isoleren van Tregs uit menselijk perifeer bloed en het genetisch modificeren ervan met behulp van technieken zoals lentivirale transductie en nauwkeurige genknock-in met behulp van CRISPR/Cas9-genbewerking en adeno-geassocieerd virus (AAV) vectoren. We beschrijven ook de beoordeling van de fenotypische stabiliteit en onderdrukkende functie van deze gemanipuleerde Tregs, die cruciale stappen zijn om hun therapeutisch potentieel te valideren 17,18,19. Deze benadering stroomlijnt het ontwerp en het vroege testen van CAR Treg-therapieën, die het potentieel hebben om de transformatieve impact van CAR T-celtherapie om het immuunsysteem te reguleren uit te breiden. Door onze methodologie te delen, hopen we verder onderzoek en innovatie te inspireren in de snelgroeiende CAR Treg-therapieruimte 9,20.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
1. Menselijke Treg-isolatie
2. Activering van T-cellen
3. Menselijke Treg lentivirale transductie
4. CRISPR/Cas9-gemedieerde gen-knock-in in menselijke Tregs
5. Activering van de menselijke CAR Treg
6. Menselijke CAR Treg stabiliteit
7. Onderdrukking van menselijke CAR Treg

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Het hier beschreven protocol biedt een gestroomlijnde en gestandaardiseerde pijplijn om nieuwe chimere antigeenreceptoren (CAR)-constructies in menselijke regulerende T-cellen (Tregs) te beoordelen, met als doel levende therapieën te creëren voor auto-immuunziekten, graft-versus-host-ziekte, afstoting van orgaantransplantaties en allergie. Figuur 1 laat zien hoe we zeer zuivere menselijke Tregs verkrijgen uit perifeer bloed met behulp van FACS (
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Dit protocol biedt een gestroomlijnde en uitgebreide methodologie voor het genereren en evalueren van menselijke chimere antigeenreceptorregulerende T-cellen (CAR Tregs). Het succes van CAR-technologie bij de behandeling van hematologische kankers heeft de toepassing ervan op de immunosuppressieve subset van T-cellen, Tregs, geïnspireerd. In tegenstelling tot conventionele T-cellen, remmen Tregs immuunresponsen en bieden ze potentiële behandelingen voor aandoeningen die het gevolg zijn v...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
LMRF is een uitvinder en heeft royalty's ontvangen van patenten op gemanipuleerde immuuncellen en adviseert voor Guidepoint Global en McKesson. De overige auteurs verklaren geen tegenstrijdige belangen.
LMRF wordt gefinancierd door Human Islet Research Network (HIRN) Emerging Leader in Type 1 Diabetes Grant U24DK104162-07, American Cancer Society (ACS) Institutional Research Grant IRG-19-137-20, South Carolina Clinical and Translational Research (SCTR) Pilot Project Discovery Grant 1TL1TR001451-01, Diabetes Research Connection (DRC) Grant IPF 22-1224 en Swim Across America Grant 23-1579. RWC wordt ondersteund door de Cellular, Biochemical and Molecular Sciences training grant T32GM132055 en Hollings Cancer Center Lowvelo Graduate Fellowship. Deze studie werd gedeeltelijk ondersteund door de Flow Cytometry and Cell Sorting Shared Resource, Hollings Cancer Center, Medical University of South Carolina (P30 CA138313). Speciale dank aan Dr. Qizhi Tang van de Universiteit van Californië, San Francisco (UCSF) voor het vriendelijk schenken van de CAR-mutante plasmiden.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Adeno-associated virus (AAV) | Charles River Laboratories | ||
| CAR target-expresserende K562 cellen | bijv. CD19-K562 | ||
| Cesium-137 bestralingsinstallatie | |||
| Anti-human CD8 PerCP (clone SK1) | Biolegend | 344708 | |
| Anti-human CD4 PE/Cy7 (clone SK3) | Biolegend | 344612 | |
| DynaMag-15 magneet | ThermoFisher | 12301D | |
| Ghost BV510 levensvatbaarheidskleurstof | TONBO | 13-0870-T100 | |
| K562 cellen | American Type Culture Collection | CCL-243 | |
| 0,5 M EDTA, pH 8,0 | Gibco | 15575020 | |
| 1 M HEPES | Gibco | 15630080 | |
| Ammoniumchloride oplossing | STEMCELL Technologies | 7850 | |
| Anti-human CD127 PE (clone hIL-7R-M21) | BD Biosciences | 557938 | |
| Anti-human CD25 APC (clone BC96) | Biolegend | 302610 | |
| Anti-human CD4 FITC (clone SK3) | Biolegend | 344604 | |
| Anti-human CD71 PE (clone SK1) | Biolegend | 334106 | |
| Anti-human CD8 PerCP (clone SK1) | Biolegend | 344707 | |
| Anti-human CTLA-4 PerCP-e710 | ThermoFisher | 46-1529-42 | |
| Anti-human EGFR APC (clone AY13) | Biolegend | 352905 | |
| Anti-human FOXP3 eFluor 450 | ThermoFisher | 48-4776-42 | |
| Anti-human HELIOS PE | Biolegend | 137216 | |
| Ca2+ en Mg2+ vrije Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline (DPBS) | Gibco | 14190144 | |
| Celteller (TC20 Automated Cell Counter) | Bio-Rad | 1450102 | |
| Celtellingsglazen | Bio-Rad | 1450016 | |
| CellTrace Violet Celproliferatie Kit | ThermoFisher | C34571 | |
| DNA LoBind Buizen | Eppendorf | 22431021 | |
| Easy 50 EasySep magneet | STEMCELL Technologies | 18002 | |
| EasySep Human CD4+ T cel verrijkingskit | STEMCELL Technologies | 19052 | |
| EasySep Human CD8+ T cel verrijkingskit | STEMCELL Technologies | 19053 | |
| EasySep magneet | STEMCELL Technologies | 18000 | |
| eBioscience Foxp3 transcriptiefactor kleurset | ThermoFisher | 00-5523-00 | |
| Falcon Ronde-Bodem Polystyreen Testbuisjes met Celfilter Snap Cap, 5 mL | Fisher Scientific | 08-771-23 | 40μm |
| Fetal Bovine Serum (FBS) | Gibco | 26140079 | |
| Flow cytometer | Beckman Coulter | CytoFLEX LX U3-V5-B3-Y5-R3-I2 | |
| Fluorescentie-geactiveerde celsorteerder | BD Biosciences | FACS Aria III Cel Sorteerder | |
| GlutaMAX | Gibco | 35050061 | |
| Human CD3/28 T Cel Expansie en Activerings Dynabeads | Gibco | 11131D | |
| Invitrogen Neon Transfectie Systeem | ThermoFisher | 10431915 | |
| Invitrogen Neon Transfectie Systeem 100 μL Kit | ThermoFisher | 10114334 | |
| Lentivirus | VectorBuilder | ||
| MEM Niet-Essentiële Aminozuren Oplossing | Gibco | 11140050 | |
| Myc Tag antilichaam A647 (clone 9B11) | Cell Signaling Technologies | 2233S | |
| Opti-MEM I Reduced Serum Medium | ThermoFisher | 31985062 | |
| Penicilline-Streptomycine oplossing | Gibco | 15140122 | |
| Recombinant human interleukin-2 (rhIL-2) | Peprotech | 200-02 | |
| RPMI 1640 medium, geen glutamine | Gibco | 11875093 | |
| Natriumpyruvaat | Gibco | 11360070 | |
| Spectral Flow Cytometer | Cytek | Northern Lights | |
| TRAC gRNA | Synthego | Sequence (CAGGGTTCTGGATATCTGT) | |
| TrueCut Cas9 Protein v2 | ThermoFisher | A36496 | |
| Trypan Blauw oplossing | Sigma | T8154-100ML | |
| 1/10 Leukopak | STEMCELL Technologies | 200-0092 | 1-2 miljard PBMC |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.