Name: Uitbreiding, zuivering, en functionele beoordeling van de humane perifere bloed NK-cellen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2011-02-02T17:30:00.000+00:00
Duration: 10 min 44 s
Description: Leer een methode voor de expansie en zuivering van humane NK-cellen uit perifeer bloed met behulp van kunstmatige antigeen-presenterende cellen. Deze techniek levert tot 21.000-voudige uitbreiding voor immunotherapie-onderzoek.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

De auteurs willen graag Laurence Cooper, Harjeet Singh, en Lenka Hurton bedanken voor hun werk in het creëren van de eerste K562 aAPC en mIL21 fusion vectoren. De financiering voor dit werk werd verstrekt door de UT MD Anderson Arts Scientist Program, de St. Baldrick&#39;s Foundation, en de Legends of Friendswood.

1. Isolatie van PBMC's van Buffy Coat Perifere bloed mononucleaire cellen (PBMC) worden verkregen door de dynamische dichtheid centrifugeren op Ficoll-Paque van gezonde donor buffy coat monsters verkregen door leukaferese. <ol><li> De Ficoll-Paque centrifugatie wordt gedaan als protocol per fabrikant met kleine aanpassingen. </li><li> Voeg PBS om een ​​normale-donor bloed-bank buffy coat tot een uiteindelijk volume van 140 ml (typisch buffycoat volume is 40 tot 70 ml). </li><li> Laag 35 mL van buffy coat monster op 15 ml Ficoll-Paque (4 buizen). </li><li> Centrifugeer bij 400g gedurende 20 minuten zonder rem. </li><li> Herstel de PBMC's van de Ficoll-Paque: plasma-interface, niet ontdoen van de rode bloedcellen aan de onderkant van de Ficoll-Paque. </li><li> Was de PBMC drie keer met PBS, centrifugeren telkens bij 400g gedurende 10 minuten. </li><li> PBMC's kunnen direct worden gebruikt voor het NK-cel expansie in dit stadium of NK-cellen kunnen worden geïsoleerd door RosetteSep (hoofdstuk 4) </li><li> Resterende PBMC's kunnen worden ingevroren in FBS met 10% DMSO in vloeibare stikstof. </li><li> Aspireren de Ficoll en het verzamelen van de RBC's van stap 5 in twee centrifugebuis van 50 ml, drie keer wassen met PBS (toegevoegd aan 50 ml markering), elke keer aspireer het supernatans het afromen van de bovenkant van de RBC laag op granulocyten te verwijderen. </li><li> De RBC kan direct worden gebruikt voor RosetteSep  zuivering van NK-cellen (zie hoofdstuk 4) of worden opgeslagen in gelijke volume van de oplossing Alsever's bij 4 ° C voor later gebruik (De RBC's kan opslaan voor maximaal 4 weken). </li></ol> 2. NK celexpansie De NK-cel expansie kan worden gestart met behulp van PBMC of gezuiverd NK-cellen. De hoeveelheid van PBMC's worden gebruikt voor uitbreiding kan worden gevarieerd op basis van het aantal NK-cellen gewenst aan het eind van een drie weken expansie, wordt verwezen naar representatieve resultaten sectie voor details. (Zie noot 1) STIMULATIE een Dag 0 <ol><li> Voor elke 5x10 6 PBMC's worden uitgebreid, tellen en bestralen 10x10 6 K562 CL9 mIL21 met behulp van een gamma bestraler op 100 Gy. </li><li> Na de bestraling, was de cellen met PBS en resuspendeer in NK-cel expansie media (NKEM). </li><li> Zaad 5x10 6 PBMC's met 10x10 6 bestraald K562 CL9 mIL21 (1:2 ratio) in 40 ml NKEM in een T75 fles en rechtop plaats deze in een incubator bij 37 ° C en 5% CO 2. </li></ol> Dagen 3 en 5 <ol start="4"><li> Recover cellen door centrifugeren bij 400g gedurende 5 minuten en vervang de helft van de media met verse NKEM (het toevoegen van verse IL2 voor de gehele media volume) en verder cultuur. </li></ol> STIMULATIE 2 Dag 7 <ol><li> Tel het aantal cellen in de cultuur aan het eind van een week. </li><li> Gereserveerd 5x10 5 cellen voor de fenotypering van flowcytometrie (zie noot 2) </li><li> Voor elke 5x10 6 cellen te gerestimuleerd, tellen en bestralen 5x10 6 K562 CL9 mIL21 met behulp van een gamma bestraler op 100 Gy. </li><li> Voeg een gelijk aantal van bestraalde K562 CL9 mIL21 (1:1 ratio) en resuspendeer in NKEM op 2.5x10 5 totaal cellen / ml (zie noot 3). </li><li> Zaad cellen in T75 kolven (maximaal 50 ml per fles). </li></ol> Dagen 10 en 12 <ol start="6"><li> Tellen van het aantal cellen. </li><li> Verandering hele media met verse NKEM op basis van het aantal cellen (zie opmerking 3). </li></ol> Dag 14 <ol start="8"><li> Aan het einde van twee weken van de uitbreiding telt het aantal cellen in cultuur. </li><li> Gereserveerd 5x10 5 cellen voor de fenotypering van flowcytometrie (zie noot 2) </li><li> Als uitbreiding werd gestart vanuit PBMCs de NK-cellen kunnen worden gezuiverd in deze fase van de uitbreiding met behulp van de RosetteSep zuivering protocol (zie hoofdstuk IV). Als uitbreiding werd gestart vanuit gezuiverde NK-cellen gaan naar stimulatie 3. </li><li> Na zuivering gereserveerd 5x10 5 cellen voor de fenotypering van flowcytometrie om de zuiverheid van de NK-cellen (zoals in stap 8) te verifiëren. </li><li> Ga verder met stimulatie met behulp van alle drie van het gezuiverde NK-cellen (zie noot 4). </li></ol> STIMULATIE 3 <ol><li> Resuspendeer NK-cellen met bestraalde K562 CL9 mIL21 (1:1-verhouding) in NKEM op basis van het aantal cellen (zie opmerking 3). </li></ol> Dagen 17 en 19 <ol start="2"><li> Tel het aantal cellen. </li><li> Verandering media met verse NKEM op basis van het aantal cellen (zie opmerking 3). </li></ol> Dag 21 <ol start="4"><li> Aan het einde van drie weken van expansie tel het aantal cellen in cultuur. </li><li> Recover 1x10 6 cellen voor flowcytometrie-analyse voor de volledige NK-cel fenotypering antilichaam panel (zie tabel 1). </li><li> Freeze cellen in FBS met 10% DMSO op een maximale dichtheid van 5x10 7 cellen per flacon voor toekomstig gebruik. </li></ol> 3. NK cel cytotoxiciteitstest <ol><li> Dooi een flacon van NK-cellen en zaad in NKEM, een dag voorafgaand aan de performing cytotoxiciteitstest naar herstel mogelijk te maken. </li><li> Voor elke NK-cel cytotoxiciteit assay met behulp van een enkel doel cellijn, 6x10 5 NK-cellen en 3x10 5 doelcellen zijn vereist (zie opmerking 5). </li><li> Bereid CAM-Media door verdunnen Calceïne-AM (voorraad 1 mg / ml in DMSO) in NKEM (zie opmerking 6). </li><li> Resuspendeer 10 6 doelcellen in 1 ml van de CAM-media (zie noot 7). </li><li> Incubeer gedurende 1 uur bij 37 ° C, met af en toe schudden. </li><li> Resuspendeer NK-cellen bij 1x10 6 cellen / ml en voeg 200uL van NK celsuspensie aan elk van de drie putten van een U-bodem 96-well plaat overeenkomstige tot10: 1 E: T-verhouding weergegeven in figuur 1. (Zie noot 8) </li><li> Voeg 100uL van complete media om alle overige wells met uitzondering van "Maximum". </li><li> Voeg 100uL van 2% Triton X-100 op "Maximum". </li><li> Voer seriële verdunningen van de NK-cellen voor de vijf daaropvolgende E: T ratio door de overdracht van 100uL van cellen elke keer, goed mengen. Gooi 100uL van de laatste putten (E: T ratio van 0.3125:1). </li><li> Na 1 uur calceïne laden, target cellen twee keer wassen in NKEM, centrifugeren gedurende 5 min bij 1200 rpm. (Zie noot 9) </li><li> Re-count van de doelcellen en resuspendeer op 1x10 5 cellen / ml. </li><li> Voeg 100 ul van doelcellen aan elk putje (1x10 4 / putje). Centrifugeer gedurende 1 min bij 100 gram naar cel contact op te starten. </li><li> Incubeer bij 37 ° C en 5% CO 2 voor 4 uur. </li><li> Meng de cultuur door pipetteren met een 100 ul pipetter om uniform te schorten, de vrijgekomen calceïne, spin down plaat bij 100 g gedurende 5 minuten om pellet van de cellen en de overdracht 100 pi van het supernatans om een ​​nieuwe plaat zorg om luchtbellen te vermijden. Pop eventuele luchtbellen die zich kunnen vormen met behulp van fijne naald. </li><li> Lees de plaat met behulp van een fluorescerende plaat lezer (excitatiefilter 485 nm, emissie filter 530 nm). Bottom te lezen is aan te bevelen. </li><li> Bereken Procent Specifieke Lysis volgens de formule [(test release-spontane release) / (maximaal release - spontane release)] x 100. </li></ol> 4. NK Cell Zuivering door RosetteSep <ol><li> Neem de 100-voudige overmaat van RBC's met die van PBMC's of uitgebreid cellen, in een 50 ml tube (100:1 RBC: PBMC). </li><li> Bij gebruik van verse RBC direct doorgaan naar de volgende stap, of als de RBC waren opgeslagen in oplossing Alsever s, tel het aantal rode bloedcellen en was van toepassing (100 voudige overmaat) hoeveelheid rode bloedcellen met PBS aangevuld met 2% FBS drie keer, centrifugeren bij 1200 rpm gedurende 10 minuten per keer. </li><li> Combineer RBC met PBMC's uit stap 1.7 of uitgebreid cellen van stap 2.10 in PBS + 2% FBS tot een uiteindelijk volume van 1 ml per 5x10 7 van PBMC of uitgebreid cellen. </li><li> Voeg 1μL van RosetteSep  Human NK Cell Verrijking Cocktail per 1x10 6 van PBMC of uitgebreid cellen. </li><li> Meng goed en incubeer bij kamertemperatuur gedurende 20 minuten met lichte mengen om de 5 minuten. </li><li> Voeg gelijk volume van PBS + 2% FBS meng voorzichtig en laag op de top van Ficoll-Paque. </li><li> Herhaal de stappen van Ficoll-Paque centrifugeren beschreven voor PBMC isolatie (afdeling I). </li><li> Tel de NK-cellen herstelde na zuivering en gereserveerd 5x105 cellen voor phenotpying door flow cytometrie voor de NK-cel zuiverheid (Stap 8). </li></ol> 5. Opmerkingen OPMERKING 1. NK-cellen kunnen rechtstreeks worden uitgebreid van PBMC's, of van RosetteSep  gezuiverde NK-cellen. Wij hebben nota genomen soortgelijke uitbreiding efficiency, maar sommige donoren hebben een zeer lage NK-cel aantallen resulteert in moeilijkheden te zuiveren door RosetteSep voorafgaand aan de expansie. OPMERKING 2. We routinematig gebruik van CD56-FITC, CD16-PE, en CD3-PE-Cy5 voor fenotypering tijdens de expansie, het opsommen van NK-cellen als die welke CD3-negatieve en CD16-of CD56-positief. OPMERKING 3. Bij elke media veranderen of stimulatie, te hersuspenderen cellen op 2,5 x 10 5 / ml houden PBMC / NK-cel aantallen op of onder de 2 miljoen per ml bij piek stadia van de expansie. Dit voorkomt uitputting van voedingsstoffen en het bereiken van maximale groei en overleving. OPMERKING 4. De NK uitbreiding tarief is afhankelijk van donor en aan het einde van de stimulaties 1 of 2 een deel van de cellen kan worden ingevroren en een deel zich verder afhankelijk van de experimentele nodig hebben. We hebben goede succes in het gebruik van de bevroren cellen voor uitbreidingen op een later tijdstip. OPMERKING 5. Met het oog op ruimte voor fouten maken raden wij u aan een minimum van 7x10 5 NK-cellen geresuspendeerd in 700 ULS van NKEM en 4x10 5 Calceïne-AM gekleurde doelcellen geresuspendeerd in 4 ml NKEM voor het opzetten van de cytotoxiciteit assay. Als u meerkanaalspipet voor het zaaien doelcellen hogere volumes van de cellen (tot 6x10 5 in 6 ml) kan nodig zijn gebaseerd op de grootte van de media bassin wordt gebruikt. Ook de aanbevolen NK-cellen nummers zijn speciaal voor de E: T ratio's show in het protocol, voor het gebruik van een hogere E: T ratio te verhogende NK-cel aantallen per ml dienovereenkomstig (bv. Voor een 40:1 E: T-ratio gebruiken 4x10 6 cellen / ml) NOTE 6. Wij raden het uitvoeren van een voorlopige Calceïne-AM laden titratie voor de doelgroep cellijn van de keuze, het gebruik van de volgende verdunningen van 1:500, 1:400. 1:300, 1:200 en 1:100 om een ​​optimale verschil tussen de maximale en spontaan los te bereiken. OPMERKING 7. Bij gebruik van een aanhanger cellijn als doel, prepareert u eerst enkele celsuspensie met behulp van niet-enzymatische cel dissociatie buffer. Indien het alsnog verrichten ADCC, bereiden een duplicaat buis van target cellen in CAM-media. OPMERKING 8 Indien het alsnog verrichten ADCC, zelfde NK-cellen toe te voegen aan drie putten die overeenkomt met 10:01 E:. T voor ADCC. Herhaal dit voor extra donoren. Herhaal dit voor extra doelcellen. NOTE 9. Als het uitvoeren van een ADCC experiment, na 45 minuten van calceïne laden, 10ug van antilichaam dat specifiek is voor het opwekken van ADCC tegen de doelcellen toe te voegen. Na 15 minuten, target cellen twee keer wassen in compleet medium, centrifugeren gedurende 5 min bij 1200 rpm. Resuspendeer cellen op 1x10 5 cellen / ml en ga verder met de volgende stap in het protocol. 6. Representatieve resultaten <img src="/files/ftp_upload/2540/2540fig2.jpg" alt="Figuur 2" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figuur 2"> Figuur 2. Bij de uitbreiding wordt uitgevoerd conform de regeling zoals hierboven beschreven, met behulp van 5x106 PBMC's als uitgangsmateriaal, typische NK cel-opbrengst varieert van 1x10 09-10 oktober cellen (donor afhankelijk van variabiliteit). De figuur toont NK-cel-fold expansie (n = 19) ten opzichte van NK-cellen aanwezig in het oorspronkelijke product (mediaan + / - kwartiel). <img src="/files/ftp_upload/2540/2540fig3.jpg" alt="Figuur 3" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figuur 3"> Figuur 3. De uitgebreide NK-cellen te uiten diverse NK-cel-receptoren die vergelijkbaar zijn met de niet-geëxpandeerde primaire NK-cellen met een paar uitzonderingen na (CD11b, CD160 en CD244). <img src="/files/ftp_upload/2540/2540fig4.jpg" alt="Figuur 4" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figuur 4"> Figuur 4. PBMC herstel van Buffy coat is donor afhankelijk en kan variëren van 6 tot en met 300x10 800x10 6. NK-cellen kan bestaan ​​uit 2% - 18% van de PBMC's. Voor RosetteSep zuivering van geëxpandeerde cellen, herstel van pure NK-cellen op dag 14 varieert van 40-70%. Door het volgen van het aanbevolen protocol van expansie en zuivering, kan NK-cel zuiverheid van 99% worden verwacht. <img src="/files/ftp_upload/2540/2540fig5.jpg" alt="Figuur 5" data-altupdatedat="1787634011000" data-alt="Figuur 5"> Figuur 5. Expanded NK-cellen hebben aangetoond cytotoxiciteit tegen een reeks van tumor cellijnen waaronder neuroblastoom, AML, osteosarcoom en melanoom (vertegenwoordiger van AML doden weergegeven als percentage specifieke lysis).

<ol><li>McKenna, D. H. Jr <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Good+manufacturing+practices+production+of+natural+killer+cells+for+immunotherapy%3A+a+six-year+single-institution+experience%5BTitle%5D)+AND+%22Transfusion%22%5BJournal%5D)">Good manufacturing practices production of natural killer cells for immunotherapy: a six-year single-institution experience.</a> Transfusion. 47, 520-520 (2007).</li>
<li>Koehl, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ex+vivo+expansion+of+highly+purified+NK+cells+for+immunotherapy+after+haploidentical+stem+cell+transplantation+in+children%5BTitle%5D)+AND+%22Klinische+Padiatrie%22%5BJournal%5D)">ex vivo expansion of highly purified NK cells for immunotherapy after haploidentical stem cell transplantation in children.</a> Klinische Padiatrie. 217, 345-345 (2005).</li>
<li>Klingemann, H. G., Martinson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ex+vivo+expansion+of+natural+killer+cells+for+clinical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Cytotherapy%22%5BJournal%5D)">ex vivo expansion of natural killer cells for clinical applications.</a> Cytotherapy. 6, 15-15 (2004).</li>
<li>Ayello, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+cord+blood+natural+killer+and+lymphokine+activated+killer+lymphocytes+following+ex+vivo+cellular+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Biol+Blood+Marrow+Transplant%22%5BJournal%5D)">Characterization of cord blood natural killer and lymphokine activated killer lymphocytes following ex vivo cellular engineering.</a> Biol Blood Marrow Transplant. 12, 608-608 (2006).</li>
<li>Carlens, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+new+method+for+in+vitro+expansion+of+cytotoxic+human+CD3-CD56%2B+natural+killer+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Hum+Immunol%22%5BJournal%5D)">A new method for in vitro expansion of cytotoxic human CD3-CD56+ natural killer cells.</a> Hum Immunol. 62, 1092-1092 (2001).</li>
<li>Boissel, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Umbilical+cord+mesenchymal+stem+cells+increase+expansion+of+cord+blood+natural+killer+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Biol+Blood+Marrow+Transplant%22%5BJournal%5D)">Umbilical cord mesenchymal stem cells increase expansion of cord blood natural killer cells.</a> Biol Blood Marrow Transplant. 14, 1031-1031 (2008).</li>
<li>North, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tumor-primed+human+natural+killer+cells+lyse+NK-resistant+tumor+targets%3A+evidence+of+a+two-stage+process+in+resting+NK+cell+activation%5BTitle%5D)+AND+%22J+Immunol%22%5BJournal%5D)">Tumor-primed human natural killer cells lyse NK-resistant tumor targets: evidence of a two-stage process in resting NK cell activation.</a> J Immunol. 178, 85-85 (2007).</li>
<li>Berg, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical-grade+ex+vivo-expanded+human+natural+killer+cells+up-regulate+activating+receptors+and+death+receptor+ligands+and+have+enhanced+cytolytic+activity+against+tumor+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Cytotherapy%22%5BJournal%5D)">Clinical-grade ex vivo-expanded human natural killer cells up-regulate activating receptors and death receptor ligands and have enhanced cytolytic activity against tumor cells.</a> Cytotherapy. 11, 341-341 (2009).</li>
<li>Fujisaki, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Expansion+of+highly+cytotoxic+human+natural+killer+cells+for+cancer+cell+therapy%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Res%22%5BJournal%5D)">Expansion of highly cytotoxic human natural killer cells for cancer cell therapy.</a> Cancer Res. 69, 4010-4010 (2009).</li>
<li>Fujisaki, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Replicative+potential+of+human+natural+killer+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Br+J+Haematol%22%5BJournal%5D)">Replicative potential of human natural killer cells.</a> Br J Haematol. 145, 606-606 (2009).</li>
<li>Gong, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ex+vivo+expansion+of+natural+killer+cells+with+high+cytotoxicity+by+K562+cells+modified+to+co-express+major+histocompatibility+complex+class+I+chain-related+protein+A%2C+4-1BB+ligand%2C+and+interleukin-15%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Antigens%22%5BJournal%5D)">Ex vivo expansion of natural killer cells with high cytotoxicity by K562 cells modified to co-express major histocompatibility complex class I chain-related protein A, 4-1BB ligand, and interleukin-15.</a> Tissue Antigens. 76, 467-467 (2010).</li>
</ol>

NK cel Uitbreiding en Activering Media (NKEM) <ul><li> 90% RPMI 1640 (Cellgro) </li><li> 10% foetaal runderserum (Gibco) </li><li> 1x penicilline / streptomycine (Cellgro) </li><li> 1x L-Glutamine (Gibco) <ul><li> Filter Steriliseer media voor gebruik. </li></ul></li><li> 50 U / mL IL2 (Proleukin, Novartis Vaccines and Diagnostics, Inc) <ul><li> - Verwaterde van een 200 IE / ul voorraad. Voeg IL2 om de gewenste hoeveelheid media vlak voor het gebruik per keer. </li></ul></li></ul> PBMC en NK Cell Isolatie <ul><li> Ficoll-Paque (GE Healthcare) </li><li> Alsever&#39;s oplossing (Sigma) </li><li> RosetteSep Human NK Cell Enrichment Cocktail (Stemcell Technologies) </li></ul> NK cel cytotoxiciteitstest <ul><li> Calceïne-AM (Invitrogen) <ul><li> Stockoplossing wordt bij 1 mg / ml, op te slaan bevroren in 50 uL fracties. Oplossen in NKEM media de gewenste verdunning voor cel vlekken te bereiken. </li></ul></li></ul> Antilichamen De lijst van antilichamen gebruikt voor het NK-cel fenotypering worden opgesomd in onderstaande tabel; <table border="1"><tbody><tr><td></td><td> Antilichaam </td><td> Volume per Test </td><td> Vennootschap </td><td> Catalogusnummer </td></tr><tr><td> Buis 1 </td><td valign="top"> Isotype FITC Isotype FITC Isotype FITC Isotype FITC FACS buffer Totaal Volume </td><td valign="top"> 5 5 5 5 80 100 </td><td valign="top"> BD Pharmingen BD Pharmingen BD Pharmingen BD Pharmingen </td><td valign="top"> 555748 555749 557224 340442 </td></tr><tr><td> Buis 2 </td><td valign="top"> CD56 FITC NKp30 PE NKp44 PE NKp46 PE CD3 PE-Cy5 CD16 Alexa 647 FACS buffer Totaal Volume </td><td valign="top"> 5 5 5 5 5 5 70 100 </td><td valign="top"> BD Pharmingen BD Pharmingen BD Pharmingen BD Pharmingen BD Pharmingen BD Pharmingen </td><td valign="top"> 340410 558407 558563 557991 555341 557710 </td></tr><tr><td> Buis 3 </td><td valign="top"> CD56 FITC KIR2DL1 PE KIR2DL2 / 3 PE KIR3DL1 PE CD3 PE-Cy5 NKG2D APC FACS buffer Totaal Volume </td><td valign="top"> 5 5 5 5 5 5 70 100 </td><td valign="top"> BD Pharmingen R &amp; D Systems Miltenyi Biotec R &amp; D Systems BD Pharmingen BD Pharmingen </td><td valign="top"> 340410 FAB1844P 130-092-618 FAB12251P 555341 558071 </td></tr><tr><td> Buis 4 </td><td valign="top"> CD56 FITC CD11b PE CD3 PE-Cy5 CD27 APC FACS buffer Totaal Volume </td><td valign="top"> 5 5 5 5 80 100 </td><td valign="top"> BD Pharmingen BD Pharmingen BD Pharmingen BD Pharmingen </td><td valign="top"> 340410 555388 555341 558664 </td></tr><tr><td> Buis 5 </td><td valign="top"> CD56 FITC CD266 (DNAM-1) PE CD3 PE-Cy5 CD160 Alexa647 FACS buffer Totaal Volume </td><td valign="top"> 5 5 5 5 80 100 </td><td valign="top"> BD Pharmingen BD Pharmingen BD Pharmingen eBiosciences </td><td valign="top"> 340410 559789 555341 51-1609-42 </td></tr><tr><td> Buis 6 </td><td valign="top"> CD56 FITC CD244 (2B4) PE CD3 PE-Cy5 CD197 (CCR7) APC FACS buffer Totaal Volume </td><td valign="top"> 5 5 5 5 80 100 </td><td valign="top"> BD Pharmingen BD Pharmingen BD Pharmingen eBiosciences </td><td valign="top"> 340410 550816 555341 17-1979-42 </td></tr></tbody></table>

uitbreiding, zuivering, en functionele beoordeling van de humane perifere bloed nk-cellen

Expansion, Purification, and Functional Assessment of Human Peripheral Blood NK Cells 

Natural killer (NK) cellen spelen een belangrijke rol in het immuunsysteem van het toezicht tegen een verscheidenheid van infectueuze micro-organismen en tumoren. Beperkte beschikbaarheid van NK-cellen en de mogelijkheid om uit te breiden in vitro heeft beperkt de ontwikkeling van NK cel-immunotherapie. Hier beschrijven we een methode om efficiënt uit te breiden enorme hoeveelheden van functionele NK-cellen ex vivo met behulp van K562 cellen die membraan-gebonden IL21, als een kunstmatige antigen-presenterende cel (aAPC). NK-cel adoptie therapieën tot op heden gebruik gemaakt van een cel product verkregen door het steady-state leukaferese van de donor, gevolgd door uitputting van de T-cellen of positieve selectie van NK-cellen. Het product wordt gewoonlijk geactiveerd in IL-2 &#39;s nachts en moet vervolgens de volgende dag een. Vanwege de lage frequentie van NK-cellen in het perifere bloed, hebben een relatief kleine aantallen van NK-cellen zijn afgeleverd in klinische studies. Het onvermogen om NK-cellen verspreiden in vitro is de beperkende factor voor het genereren van voldoende aantal cellen voor een optimale klinische uitkomst. Enige uitbreiding van NK-cellen (5-10 vouw over 1-2 weken) heeft bereikt worden door een hoge dosis IL-2 alleen 2. Activatie van autologe T-cellen kan NK celexpansie vermoedelijk bemiddelen, ook door middel van afgifte van de lokale cytokine 3. Ondersteuning bij mesenchymale stroma of kunstmatige antigeen presenterende cellen (aAPCs) ondersteunt de uitbreiding van de NK-cellen van zowel perifeer bloed en navelstrengbloed 4. Gecombineerd NKp46 en CD2 activering door antilichaam-gecoate kralen is momenteel op de markt voor NK-cel expansie (Miltenyi Biotec, Auburn CA), wat resulteert in ongeveer 100-voudig expansie in 21 dagen. Klinische studies met behulp van aAPC-uitgebreid of-geactiveerde NK-cellen zijn aan de gang, de ene met leukemische cellijn CTV-1 om te primeren en NK-cellen te activeren 5 zonder aanzienlijke uitbreiding. Een tweede studie maakt gebruik van EBV-LCL voor NK-cel expansie, het bereiken van een gemiddelde 490-voudige groei in 21 dagen 6. De derde maakt gebruik van een K562-based aAPC getransduceerd met 4-1BBL (CD137L) en de membraan-gebonden IL-15 (MIL-15) 7, die een gemiddelde NK uitbreiding gerealiseerd 277-voudige in 21 dagen. Hoewel de NK-cellen met behulp van uitgebreide K562-41BBL-mIL15 aAPC zijn zeer cytotoxisch in vitro en in vivo in vergelijking met niet geëxpandeerd NK-cellen, en deelnemen aan ADCC, is hun verspreiding beperkt door veroudering toegeschreven aan telomeerverkorting 8. Meer recent een 350-voudige expansie van NK-cellen werd gemeld met behulp van K562 uiten MICA, 4-1BBL en IL15 9. Onze methode van NK-cel expansie die hierin worden beschreven produceert een snelle toename van het aantal NK-cellen zonder senescence het bereiken van een mediane 21.000-voudige groei in 21 dagen.

Hier beschrijven we een methode om efficiënt uit te breiden en te zuiveren van grote aantallen menselijke NK-cellen en beoordelen hun functie.

Uitbreiding, zuivering, en functionele beoordeling van de humane perifere bloed NK-cellen

Natural killer (NK)-cellen spelen een belangrijke rol bij de immuunbewaking tegen een verscheidenheid aan infectieuze micro-organismen en tumoren. De beperkte beschikbaarheid van ...

Het algemene doel van deze procedure is het snel expanderen van grote aantallen menselijke NK-cellen. Begin ex vivo met het isoleren van pBMC's of NK-cellen uit een buffy coat of een monster volbloed. Co-cureer vervolgens de pbmc met kunstmatige antigeenpresenterende cellen voor de expansie van NK-cellen.Medium aangevuld met IL-2 wordt gebruikt om de kweek van NK-cellen gedurende drie weken in stand te houden, met wekelijkse stimulaties met aPCs, waarbij erop wordt gelet dat het aantal NK-cellen onder 1 × 10⁶ per milliliter kweek blijft. De functionele effectiviteit van de geëxpandeerde NK-cellen wordt ten slotte gevalideerd met een niet-radioactieve cytotoxiciteitstest. Een typische opbrengst aan NK-cellen via dit expansieschema resulteert aan het einde van 21 dagen in een mediane 21.000-voudige expansie van NK-cellen die, zoals bepaald via een calciumvrijgave-assay, een hoge cytotoxiciteit vertonen tegen diverse tumoren.Deze medische procedure kan helpen bij het beantwoorden van een cruciale vraag in het veld van de NK-celbiologie, aangezien het historisch gezien zeer moeilijk was om grote aantallen NK-cellen te verkrijgen. Deze techniek heeft implicaties voor de immunotherapie van menselijke kanker, omdat het genereren van voldoende NK-cellen voor dergelijke therapie historisch gezien zeer moeilijk is geweest. Deze techniek zal worden gedemonstreerd door Cecily, de senior onderzoeksassistent van mijn laboratorium, om PBMC's te verkrijgen uit bloed van gezonde donoren.Doorgaans wordt Buffy coat uit een bloedbank als bron gebruikt. Voeg eerst PBS toe om het volume van de Buffy coat aan te passen naar 140 milliliters. Laag vervolgens 35 milliliters monster op 15 milliliters fial PA voor de gradiëntscheidingscentrifuge bij 400 G gedurende 20 minuten.Zonder de interface te verstoren. Herstel voorzichtig de P BMC's uit de Fial PA plasma-interface en zet de buis met RBC's apart voor later gebruik. Was de P BMC's drie keer met PBS door elke keer te centrifugeren bij 400 G gedurende 10 minuten.Gebruik deze fractie P BMC's voor de expansie van NK-cellen. Keer nu terug naar de gradiëntbuis. Aspireer de fi.Oogst de RBC's en breng ze over in twee centrifugebuizen van 50 milliliter en was deze met PBS tot aan de markering van 50 milliliter. Aspireer na centrifugatie het supernatant door de bovenlaag van de RBC-laag af te schepelen om granulocyten te verwijderen.Voer drie wasbeurten uit, resuspendeer de RBC's vervolgens in een gelijk volume van else's oplossing en bewaar deze bij vier graden Celsius voor maximaal één maand. Deze RBC-fractie kan worden gebruikt voor roset SEP-zuivering van NK-cellen aan het einde van twee weken expansie. Om functionele NK-cellen ex vivo efficiënt te expanderen, worden K 5 62 kloon negen cellen met membraangebonden IL 21 gebruikt, hierna aangeduid als K 5 62.Kloon negen IL 21 wordt gebruikt als kunstmatige antigeenpresenterende cel. Tel eerst de PBMC's en bereken het volume voor vijf keer 10⁶ cellen die gezaaid moeten worden voor NK-celexpansie. Voor elke vijf keer 10⁶ PBMC's worden 10 keer 10⁶ K 5 62 kloon negen IL 21 cellen geteld en bestraald. Met behulp van een gamma-bestralingsapparaat bij 100 Gy kunnen de bestraalde cellen ook worden ingevroren voor toekomstig gebruik. Was nu de vooraf bestraalde cellen met PBS en resuspendeer deze in NK-celexpansiemedium.Voeg nu een twee-op-één verhouding van bestraalde cellen met PBMC toe aan 40 ml NK-cel-expansiemedium en plaats de T75-fles rechtop in een incubator bij 37 °C en 5% CO₂. Verzamel op dag drie de gestimuleerde cellen door centrifugatie bij 400 ×g gedurende vijf minuten, vervang de helft van het medium door vers NKEM en zet de kweek voort. Herhaal de mediumverversing op dag vijf. Tel aan het einde van één week het aantal cellen en zet 5 × 10⁵ cellen apart voor fenotypering via flowcytometrie. Tel voor de tweede stimulatie een één-op-één verhouding van K 562-cellen en bestraal deze.Kloon negen IL 21-cellen om deze te expanderen en combineer de cellen vervolgens in NK-celexpansiemedium bij een totale concentratie van 2,5 × 10⁵ cellen per milliliter. Plaats de cellen nu in T75-flesjes en cultiveer ze verder; op dag 10 en 12 worden de cellen gepasseerd in NK-celexpansiemedium bij 2,5 × 10⁵ cellen per milliliter. Tel op dag 14 van de expansie opnieuw de cellen en bepaal het fenotype van een monster via flowcytometrie.Zuiver deze uit PBMC's afgeleide cel-expansie met behulp van het rosette SEP-zuiveringsprotocol en verifieer de zuiverheid van de NK-cellen via flowcytometrie-fenotypering. Voer een derde stimulatie uit op de gezuiverde NK-cellen met een een-op-een verhouding van bestraalde K 5 62 kloon negen IL 21-cellen. Analyseer ten slotte op dag 21 de geamplificeerde NK-cellen via flowcytometrie met een volledig antilichaampanel voor fenotypering.Bevries celvoorraden in FBS met 10% DMSO bij een maximale dichtheid van vijf keer 10⁷ cellen per vial. Gebruik voor de cytotoxiciteitstest of verse of bevroren NK-cellen. Indien bevroren NK-cellen worden gebruikt, ontdooi dan eerst de vial met NK-cellen en zaai deze 24 uur voor de dag van de assay uit in NKEM om herstel van de cellen mogelijk te maken; resuspendeer 10⁶ doelcellen in één milliliter NKEM met calcium en incubeer gedurende één uur bij 37 °C met af en toe schudden in een U-bodem 96-wells plaat; voeg in triplo 200 µL NK-cellen toe, gesuspendeerd op 1 × 10⁶ cellen per milliliter, en voer de seriële verdunning van de cellen uit zoals aangegeven.Na één uur calciumbelading worden de doelcellen tweemaal gewassen in NK-celexpansiemedium door vijf minuten te centrifugeren bij 400 G. Tel nu de doelcellen opnieuw en resuspendeer deze op een concentratie van 1 × 10⁵ cellen per milliliter. Voeg 100 µL doelcellen toe aan elke well van de 96-wells plaat en centrifugeer één minuut bij 100 G om celcontact te initiëren; incubeer vervolgens gedurende vier uur bij 37 °C en 5% CO2.Om het vrijgekomen calcium uniform te suspenderen, mengt u de cultuur voorzichtig door de pelletcellen vijf minuten lang bij 100 G te pipetteren en brengt u 100 µL van het supernatant over naar een nieuwe vlakke 96-wellplaat. Let er hierbij op dat er geen bellen ontstaan; indien nodig verwijdert u eventuele bellen met een fijne naald. Lees de plaat uit met een fluorescentieplaatlezer ingesteld op een excitatiefilter van 485 nanometers en een emissiefilter van 530 nanometers.Bereken het percentage specifieke lysis. Doorgaans levert de expansie van vijf keer 10⁶ PBMC's geïsoleerd uit de buffycoat tussen 1 x 10⁹ en 10¹⁰ geëxpandeerde NK-cellen. Deze geëxpandeerde NK-cellen brengen verschillende NK-celreceptoren tot expressie die vergelijkbaar zijn met die van de niet-geëxpandeerde primaire NK-cellen in de buffycoat.NK-cellen kunnen op dag 14 twee tot 18% van de pbmc vormen. Rosette SEP-zuivering van uitgebreide cellen kan 40 tot 70% van de in de kweek aanwezige NK-cellen terugwinnen, met een NK-celzuiverheid van 99%, aangetoond door CD3-negatieve CD56-positieve cellen. Uitgebreide NK-cellen hebben cytotoxiciteit aangetoond tegen een reeks tumorcellijnen, waaronder neuroblastoom, AML, osteosarcoom en melanoma.Hier wordt de representatieve A ML-doding weergegeven als percentage specifieke lysis. De live BIOT-video toont de doding door NK-cellen van de neuroblastoom-cellijn CHP 1 34 beladen met calcium am na deze procedure. Andere methoden, zoals de analyse van cytokinenproductie door NK-cellen en adaptieve transfer in tumor-diermodellen, kunnen worden uitgevoerd om aanvullende vragen over de functies van de NK-cellen te beantwoorden.Na het bekijken van deze video zou u een goed inzicht hebben in hoe u grote aantallen NK-cellen kunt expanderen en zuiveren. Dit kan direct vanuit perifere mononucleaire bloedcellen worden gedaan, waarna de NK-cellen worden gezuiverd, of de expansie kan worden gestart met NK-cellen die zijn gezuiverd via de rosette-methode. Aan het begin zal een typisch buffy coat 15 tot 40 miljoen NK-cellen opleveren, die allemaal gebruikt kunnen worden om zeer grote aantallen NK-cellen te expanderen volgens het in deze methode beschreven schema.

expansion-purification-functional-assessment-human-peripheral-blood

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Immunologie en Infectie

Hier beschrijven we een werkwijze voor het activeren en uitbreiden menselijke NKT cellen van bulk T-celpopulaties met kunstmatige antigen presenterende cellen (AAPC). Het gebruik van CD1d gebaseerde AAPC een gestandaardiseerde werkwijze voor het genereren van grote aantallen functionele NKT cellen.

Kunstmatige antigeen presenterende cel (AAPC) gemedieerde activering en uitbreiding van Natural Killer T-cellen

This video demonstrates a technique for the expansion of natural killer (NK) cells directly from peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) using a feeder cell line. PBMCs are co-cultured with genetically modified lymphoblastoid feeder cells expressing membrane-bound interleukin-21 (mIL-21), and the culture is supplemented with the cytokines interleukin-2 (IL-2) and interleukin-15 (IL-15). Together, this cocktail of ligands leads to the prolonged expansion of NK cells with high purity.

Ex Vivo Expansion of Natural Killer Cells from Peripheral Blood Mononuclear Cells

Dit protocol beschrijft de ontwikkeling, groei en in vivo beeldvorming van NK cellen uit hESCs en iPSCs.

Ontwikkeling, uitbreiding en<em&gt; In vivo</em&gt; Controle van Human NK cellen uit menselijke embryonale stamcellen (hESC &#39;s) en en geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSCs)

Hier presenteren we een aangepast protocol dat kan worden gebruikt om een groot aantal muisinvariante natuurlijke killer-T-cellen uit de muizenmilt te genereren. Het protocol schetst een benadering waarmee splenkachtige iNKT-cellen kunnen worden verrijkt, geïsoleerd en in vitro uitgebreid met behulp van een beperkt aantal dieren en reagentia.

Een geoptimaliseerde werkwijze voor het isoleren en Expanding Invariant Natural Killer T-cellen van Mouse Spleen

Een eenvoudige en betrouwbare werkwijze is beschreven om een ​​set van NK celfuncties zoals degranulatie cytokine en chemokine productie in verschillende NK cel subsets te analyseren.

Flowcytometrie-gebaseerde test voor het toezicht op NK celfuncties

Een stroom cytometry gebaseerde methode om kwantitatief de cytotoxische activiteit van menselijke natural killer cellen wordt hier weergegeven.

Een stroom Cytometry gebaseerde cytotoxiciteit Assay voor de beoordeling van menselijke NK cel activiteit

Een protocol voor het bestuderen van FcγRIIIa-gedreven gebeurtenissen door therapeutische antilichamen in menselijke natural killer cellen wordt hier beschreven. Dit kunstmatige stimulatieplatform maakt het mogelijk om stroomafwaartse effectorfuncties te onderzoeken, zoals degranulatie, chemokine / cytokineproductie en signaalroutes gemedieerd door de FcγRIIIa- en Fc-delen van antilichamen die betrokken zijn bij binding.

Beoordeling van menselijke natural killer celgebeurtenissen gedreven door FcγRIIIa betrokkenheid bij de aanwezigheid van therapeutische antilichamen

We beschrijven een snel en robuust protocol om invariante natural killer T (iNKT) cellen uit muizen milt te verrijken en in vitro uit te breiden tot geschikte aantallen voor in vitro en in vivo studies.

Zuivering en uitbreiding van muisinvariante Natural Killer T-cellen voor in vitro en in vivo studies

Hier presenteren we een methode om perifere bloed natural killer (PBNK), NK-cellen uit leverweefsels en chimere antigeenreceptor (CAR) -NK-cellen afgeleid van perifere bloedmononucleaire cellen (PBMC's) of navelstrengbloed (CB) uit te breiden. Dit protocol demonstreert de uitbreiding van NK- en CAR-NK-cellen met behulp van 221-mIL-21-feedercellen naast de geoptimaliseerde zuiverheid van geëxpandeerde NK-cellen.

Natural Killer (NK) en CAR-NK-celuitbreidingsmethode met behulp van membraangebonden-IL-21-gemodificeerde B-cellijn

Het huidige protocol laat zien hoe CD3−/CD45+CD56+ cellen met milde cytotoxiciteit kunnen worden onderscheiden van humane expanded potential stamcellen (hEPSC's) onder zowel 3D- als 2D-kweekomstandigheden. Dit maakt routinematige fenotypische validatie mogelijk zonder de vernietiging van de complexe micro-omgeving.

Generatie van Natural Killer Cellen uit Human Expanded Potential Stamcellen

Leer een methode voor de expansie en zuivering van humane NK-cellen uit perifeer bloed met behulp van kunstmatige antigeen-presenterende cellen. Deze techniek levert tot 21.000-voudige uitbreiding voor immunotherapie-onderzoek.

Uitbreiding, zuivering, en functionele beoordeling van de humane perifere bloed NK-cellen

Meer video's verkennen