1. Przygotowanie PBMC
- Podczas przeprowadzania niniejszego protokołu należy przestrzegać zasad właściwej techniki aseptycznej oraz środków ostrożności uniwersalnych.
- Wyizolować PBMC od zdrowych ochotników poprzez wirowanie w gradiencie gęstości z użyciem Ficoll-Hypaque. Alternatywnie można wykorzystać rozmrożone PBMC kriokonserwowane.
- Policzyć żywe PBMC po barwieniu błękitem trypanowym za pomocą hemocytometru. Resuspender PBMC w pełnej pożywce hodowlanej (CM) do stężenia 1 milion żywych komórek/mL w probówce Falcon o pojemności 15mL.
2. Przygotowanie masowej ko-kultury alloanergyzującej
- Do przygotowania kultur alloanergizacji potrzebne są PBMC od dwóch oddzielnych dawców. Komórki od jednego dawcy będą pełnić rolę respondenta, a komórki od innego dawcy będą pełnić rolę stymulatora (zwanego stymulatorem Pierwszej Strony).
- Przenieść 10 milionów PBMC stymulatora w stężeniu 1 milion/ml do probówki Falcon 15 mL i dodać 100mg przeciwciał anty-B7.1 oraz 100mg przeciwciał anty-B7.2 w celu zablokowania kostymulacji. Delikatnie wymieszać zawartość probówki i inkubować przez 30 minut. Warunki inkubacji dla tego oraz wszystkich kolejnych kroków to 37°C/5% CO2/80% wilgotności
- Naświetlić PBMC stymulatora (33 Gy) i przenieść do kolby hodowlanej T-25 50cm3 z nakrętką przepuszczalną dla gazów. Oznaczyć kolbę jako „Masowa kokultura alloanergizująca”.
- Do kolby dodać 10mL PBMC respondenta (w stężeniu 1 milion/ml w CM).
- Dodać kolejne 100mg przeciwciał anty-B7.1 oraz 100mg przeciwciał anty-B7.2 i delikatnie wymieszać przed umieszczeniem kolby w pozycji pionowej w inkubatorze na 72 godziny
3. Przygotowanie masowej ko-kultury kontrolnej
- Umieścić 10 milionów stymulujących PBMC (w stężeniu 1 milion/ml) w probówce Falcon 15mL.
- Naświetlić 10 milionów stymulujących PBMC (33 Gy) i przenieść je do kolby hodowlanej 50cm3. Oznaczyć jako „Bulk control co-culture”.
- Dodać do kolby 10mL odpowiadających PBMC w stężeniu 1 milion/ml w CM i delikatnie wymieszać przed ustawieniem kolby pionowo w inkubatorze na 72 godziny.
4. Przygotowanie podstawowej reakcji mieszanych limfocytów (MLR) w celu pomiaru skuteczności blokady kostymulującej
- Skuteczność blokady kostymulującej mierzy się w pierwotnej reakcji mieszanej leukocytów (MLR), którą przygotowuje się z wykorzystaniem PBMC z masowych kokultur alloanergizujących oraz kontrolnych
- Pierwotną MLR przygotowuje się w tym samym dniu, w którym utworzono kultury masowe
- Najpierw należy opisać jedną płytkę 96-dołkową z dnem w kształcie litery U jako „Primary MLR” dla każdego z trzech mierzonych punktów czasowych (dzień 4, 5 i 6 po przygotowaniu płytek).
- Przelać 5 mL z każdej z masowych kokultur kontrolnych i alloanergizujących do probówek typu Falcon o pojemności 15 mL.
- Pipetować 200 µL zawiesiny komórkowej z każdej probówki Falcon do trzech powtórzeń w dołkach na każdej płytce. Dołki z komórkami z masowych kokultur kontrolnych należy opisać jako „no costimulatory blockade (CSB)”, a dołki z komórkami z masowych kokultur alloanergizujących jako „CSB”
- Do 6 dołków na każdej płytce dodać 200 µL CM jako kontrole negatywne. Do wszystkich pustych dołków należy dodać 200 µL PBS w celu ograniczenia parowania. Płytki umieścić w inkubatorze.
5. Przygotowanie wtórnego MLR w celu pomiaru skuteczności alloanergizacji
- 72 godziny po przygotowaniu zbiorczych kokultur, resztkowe odpowiedzi allogeniczne w alloanergizowanych PBMC są mierzone w wtórnej reakcji MLR. W wtórnej MLR PBMC zarówno ze zbiorczej alloanergizującej kokultury, jak i ze zbiorczej kokultury kontrolnej są płukane i restymulowane napromieniowanymi PBMC allostymulującymi
- Aby przygotować wtórną MLR, należy opisać płytkę 96-dołkową z dnem w kształcie litery U jako „Secondary MLR” dla każdego z trzech mierzonych punktów czasowych (dzień 3, 5 i 7 po przygotowaniu).
- Należy pobrać 5mL z każdej ze zbiorczych kokultur kontrolnej i alloanergizującej, przenieść je do probótek Falcon 15mL i wirować przez 5-10 minut przy 2000 rpm. Ostrożnie odessać nadosad, rozbić pellet, dodać 10mL CM i ponownie odwirować komórki. Powtórzyć ten etap płukania.
- Komórki resuspendować w 1mL CM. Policzyć żywe komórki przy użyciu barwienia błękitem trypanu i dostosować stężenie komórek do 1 miliona żywych komórek responderów/mL.
- Pipetować 100mL zawiesiny komórkowej z każdej probówki Falcon do trzech powtórzeń w każdym dołku na każdej płytce. Oznaczyć te dołki jako „First Party (FP) allorestimulation”
- Pipetować 100mL zawiesiny komórkowej z każdej probówki Falcon do kolejnych 3 dołków na każdej płytce i oznaczyć te dołki jako „CD3/28 stimulation”
- Aby przygotować komórki stymulujące do wtórnej MLR, należy wyizolować PBMC ze świeżej krwi (lub zregenerować kriokonserwowane PBMC) od tego samego zdrowego dawcy, z którego pobrano stymulujące PBMC pierwszej strony do kultur alloanergizujących i kontrolnych.
- Suspendować PBMC od dawcy FP w stężeniu 1 milion/mL i napromieniować (33Gy)
- Dodać 100mL napromieniowanych komórek stymulujących do dołków oznaczonych jako „FP allorestimulation”
- W przypadku kontroli pozytywnych, dodać po 1 mL przeciwciał monoklonalnych CD3 i CD28 oraz 98mL CM do dołków oznaczonych jako „CD3/28 stimulation”. Dodać 200 mL CM do 6 dołków na każdej płytce jako kontrolę negatywną oraz 200mL PBS do pustych dołków. Umieścić płytki w inkubatorze.
6. Pomiar specyficzności alloanergizacji
- Specyficzność aloanergizacji określa się poprzez porównanie proliferacji komórek responderów pobranych z zakończonych kokultur aloanergizujących i kontrolnych po stymulacji napromieniowanymi PBMC otrzymanymi od zdrowego dawcy „trzeciej strony” (tj. innego dawcy niż Pierwsza Strona) w wtórnej reakcji MLR.
- Oznacz trzy płytki 96-dołkowe jako „Wtórna specyficzność MLR” Dzień 3, 5 i 7.
- Pobierz 5mL z każdej z masowych kokultur kontrolnej i aloanergizującej, przenieś do probówek Falcon 15mL i wiruj przez 5-10 minut przy 2000 rpm. Ostrożnie odessij nadsącz, rozbij pellet, dodaj 10mL CM i ponownie odwiruj komórki. Powtórz ten etap płukania.
- Resuspenduj komórki w 1mL CM. Policz je za pomocą barwienia błękitem trypanu i dostosuj stężenie komórek do 1 miliona żywych komórek responderów/mL.
- Aby przygotować komórki stymulatora trzeciej strony do wtórnej reakcji MLR, wyizoluj PBMC ze świeżej krwi (lub zregeneruj kriokonserwowane PBMC) od nowego zdrowego dawcy. Pipetuj 100mL zawiesiny komórkowej z każdej probówki Falcon do trzech powtórzeń w dołkach każdej płytki. Oznacz te dołki jako „TP allostimulation”
- Zawieś PBMC od dawcy TP w stężeniu 1 milion/mL i napromieniuj (33 Gy)
- Dodaj 200mL napromieniowanych komórek stymulatora TP do dołków oznaczonych jako „TP allostimulation”
- Specyficzność aloanergizacji można również określić poprzez porównanie proliferacji komórek responderów pobranych z zakończonych kokultur aloanergizujących i kontrolnych po stymulacji patogenem zakaźnym, takim jak CMV. Na tym etapie niezbędne jest użycie PBMC responderów od dawców z wcześniej wykazanymi odpowiedziami proliferacyjnymi na lizat CMV.
- Oznacz trzy płytki 96-dołkowe jako „Wtórna MLR CMV” Dzień 3, 5 i 7.
- Aby przygotować komórki responderów do wtórnej reakcji MLR w celu pomiaru odpowiedzi na CMV, przenieś 5 ml z każdej z masowych kokultur kontrolnej i aloanergizującej do probówek 15 ml i wypłucz, policz oraz resuspenduj w stężeniu 1 milion komórek/ml w CM, jak opisano wcześniej. Pipetuj 100mL zawiesiny komórkowej z każdej probówki Falcon do 3 dołków na każdej płytce.
- Dodaj do dołków 0,1 mL lizatu CMV w 100ul CM
- Dodaj 200 mL CM do 6 dołków na wszystkich płytkach jako kontrolę negatywną i dodaj 200mL PBS do pustych dołków. Umieść płytki w inkubatorze.
7. Pomiar proliferacji w pierwotnych i wtórnych MLR
- Proliferację komórek respondera mierzy się za pomocą testu wbudowywania tymidyny w pierwotnych i wtórnych MLR. Proliferację ocenia się w 4., 5. i 6. dniu po przygotowaniu płytek do pierwotnego MLR oraz w 3., 5. i 7. dniu po przygotowaniu płytek do wtórnego MLR.
- Na 16 godzin przed zbiorem do studni dodaje się 1mCi tymidyny trytowanej
- Po dodaniu tymidyny trytowanej płytkę inkubuje się przez kolejne 16 godzin, a następnie materiał zbiera się na matę filtracyjną przy użyciu harvestera Tomtec (lub podobnego urządzenia). Matę filtracyjną suszy się na powietrzu przez jedną godzinę, następnie umieszcza w woreczku na próbki, dodaje 5 mL płynu scyntylacyjnego i szczelnie zamyka. Płytkę odczytuje się w liczniku scyntylacyjnym Wallac Micro beta lub podobnym urządzeniu.
8. Obliczanie skuteczności blokady kostymulującej w pierwotnej reakcji MLR
- Procent hamowania (PI) pierwotnych odpowiedzi allogenicznych oblicza się jako 100 x [średnie cpm w studzienkach allostymulacji (masowa ko-kultura PBMC w stanie aloanergi) - średnie cpm w studzienkach allostymulacji (masowa ko-kultura kontrolna PBMC)}

9. Obliczanie skuteczności alloanergizacji w wtórnej reakcji MLR
Wskaźnik PI wtórnych odpowiedzi allogenicznych jest obliczany jako

10. Obliczanie swoistości aloanergyzacji w wtórnej reakcji MLR
- Po ponownej stymulacji komórek za pomocą CD3 i CD28, allostymulatorów TP lub antygenu CMV, można również obliczyć PI odpowiedzi na te bodźce, korzystając z powyższego wzoru. Pozwala to na określenie swoistości procesu alloanergizacji
11. Generowanie alloanergicznych PBMC od dawcy do zastosowań klinicznych po allogenicznym przeszczepieniu krwiotwórczych komórek macierzystych (HSCT)
- Alloanergizowane PBMC dawcy do użytku klinicznego można wygenerować po allogenicznym przeszczepieniu komórek macierzystych krwi obwodowej (HSCT) z niedopasowaniem HLA, stosując opisany powyżej protokół
- Podczas generowania komórek do użytku klinicznego, PBMC respondenta pozyskuje się od dawcy HSCT, a PBMC stymulatora od biorcy HSCT przed transplantacją.
- Przy generowaniu PBMC do użytku klinicznego wszystkie etapy są wykonywane zgodnie z zasadami Dobrej Praktyki Wytwarzania (GMP) w akredytowanych ośrodkach przetwarzania komórek macierzystych.
- Przed dopuszczeniem komórek do użytku klinicznego przeprowadza się dodatkowe testy kontroli jakości, w tym testy na obecność endotoksyn, barwienie metodą Grama oraz posiewy, aby spełnić kryteria bezpieczeństwa
12. Reprezentatywne wyniki
Przy użyciu PBMC stymulatora i respondenta niedopasowanych pod względem HLA, obecność blokady kostymulującej w pierwotnej reakcji MLR redukuje średnią alloproliferację PBMC respondenta w 5. dniu do około 30% (+/- 10%, średnia +/- odchylenie standardowe) wartości obserwowanej w kontrolnej pierwotnej reakcji MLR bez blokady kostymulującej. Odpowiada to średniemu zahamowaniu pierwotnej alloproliferacji na poziomie około 70% (+/- 10%) w D5, Rycina 1 A i B.
W wtórnej reakcji MLR w 5. dniu, alloproliferacja FP alloanergetycznych PBMC wynosi zazwyczaj 10-15% (+/- 10%) wartości obserwowanej dla kontrolnych PBMC, co odpowiada średniemu zahamowaniu proliferacji na poziomie 85-90% (+/- 10%), Rysunek 2A i B. Dowodzi to, że alloanergetyczne PBMC są hiporeaktywne na allostymulatory FP.
W przeciwieństwie do tego, alloanergiczne PBMC zazwyczaj zachowują 70-100% swojej zdolności do proliferacji w odpowiedzi na mitogeny (przeciwciała CD3/CD28), allostymulatory TP oraz lizat CMV (u dawców reaktywnych na CMV). Dowodzi to, że hiporeaktywność alloanergicznych PBMC jest specyficzna dla alloantygenów FP.

Rycina 1. A.Proliferacja (oznaczona poprzez wbudowywanie tymidyny) w pierwotnej reakcji limfocytów mieszanych (MLR) z wykorzystaniem niedopasowanych pod kątem HLA komórek mononuklearnych krwi obwodowej (PBMC) stymulatora i respondenta w obecności lub przy braku blokady kostymulującej z użyciem humanizowanych przeciwciał monoklonalnych anty-B7.1 i -B7.2. Wyniki przedstawiono jako średnią (+/-odchylenie standardowe) dla 8 reprezentatywnych eksperymentów z użyciem unikalnych par stymulator-respondent. B. Procentowa inhibicja alloproliferacji w pierwotnych MLR przeprowadzonych w obecności blokady kostymulującej z użyciem humanizowanych przeciwciał monoklonalnych anty-B7.1 i -B7.2. Wyniki przedstawiono jako średnią (+/-odchylenie standardowe) dla tych samych 8 unikalnych par stymulator-respondent przedstawionych na Rycinie 1A.

Rysunek 2. A. Proliferacja (oznaczona poprzez wbudowywanie tymidyny) w wtórnych reakcjach MLR, w których PBMC odpowiadające z pierwotnych MLR przeprowadzonych wobec braku (PBMC kontrolne) lub obecności blokady kostymulującej (PBMC alloanergiczne) są restymulowane napromieniowanymi stymulatorami pierwszej strony. Wyniki przedstawiono jako średnią (+/-odchylenie standardowe) dla 8 unikalnych par stymulator-responder przedstawionych na Rysunku 1. B. Procentowa inhibicja alloproliferacji pierwszej strony w wtórnych reakcjach MLR, w których PBMC odpowiadające z pierwotnych MLR przeprowadzonych wobec braku (PBMC kontrolne) lub obecności blokady kostymulującej (PBMC alloanergiczne) są restymulowane napromieniowanymi stymulatorami pierwszej strony. Wyniki przedstawiono jako średnią (+/-odchylenie standardowe) dla 8 unikalnych par stymulator-responder przedstawionych na Rysunku 1 oraz Rysunku 2A.