Celem tego protokołu jest pokazanie protokołu przeprogramowania limfocytów naciekających guzy czerniaka na indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Celem tego protokołu jest pokazanie protokołu przeprogramowania limfocytów naciekających guzy czerniaka na indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste.
Adoptywny transfer ex vivo rozszerzonych autologicznych limfocytów naciekających nowotwór (TILs) może pośredniczyć w trwałych i pełnych odpowiedziach w znacznych podgrupach pacjentów z przerzutowym czerniakiem. Głównymi przeszkodami w tym podejściu są zmniejszona żywotność przenoszonych limfocytów T, spowodowana skróceniem telomerów, oraz ograniczona liczba TIL uzyskanych od pacjentów. Mniej zróżnicowane limfocyty T z długimi telomerami byłyby idealnym podzbiorem limfocytów T do adoptywnej terapii komórkami T; jednak generowanie dużej liczby tych mniej zróżnicowanych limfocytów T jest problematyczne. To ograniczenie adoptywnej terapii limfocytami T można teoretycznie przezwyciężyć za pomocą indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPSC), które samoodnawiają się, utrzymują pluripotencję, mają wydłużone telomery i stanowią nieograniczone źródło autologicznych limfocytów T do immunoterapii. W tym miejscu przedstawiamy protokół do generowania iPSC przy użyciu wektorów wirusa Sendai do transdukcji czynników przeprogramowujących do TIL. Protokół ten generuje w pełni przeprogramowane, wolne od wektorów klony. Te iPSC pochodzące z TIL mogą być w stanie generować mniej zróżnicowane limfocyty T specyficzne dla pacjenta i nowotworu do adoptywnej terapii limfocytami T.
Technologia przeprogramowania komórkowego, która pozwala na generowanie indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPSC) poprzez nadekspresję określonego zestawu czynników transkrypcyjnych, jest bardzo obiecująca w dziedzinie terapii komórkowych1,2. Te iPSC wykazują cechy transkrypcyjne i epigenetyczne oraz mają zdolność do samoodnawiania się i pluripotencji, podobnie jak embrionalne komórki macierzyste (ESC)3-5. Niezwykły postęp dokonany w technologii przeprogramowania w ciągu ostatniej dekady pozwolił nam na generowanie ludzkich iPSC nawet z terminalnie zróżnicowanych komórek, takich jak limfocyty T6-8. IPSC pochodzące z limfocytów T (TiPSC) zachowują tę samą przegrupowaną konfigurację genów łańcuchowych receptora komórek T (TCR), co oryginalne limfocyty T, co umożliwia regenerację limfocytów T specyficznych dla antygenu z TiPSC9-11.
Prawie 80% limfocytów naciekających czerniaka (TIL) uzyskanych z guza pacjenta rozpoznaje antygeny związane z nowotworem i utrzymuje cytotoksyczność w stosunku do oryginalnych komórek rakowych12. W szczególności stwierdzono, że ekspresja białka programowanej śmierci komórki-1 (PD-1) na TIL identyfikuje autologiczny repertuar reaktywny na nowotwór, w tym zmutowane limfocyty CD8 + specyficzne dla neoantygenu13. Adoptywny transfer ekspandowanych autologicznych TIL ex vivo w połączeniu z preparatywnymi schematami limfodepletingu i ogólnoustrojowym podawaniem interleukiny-2 (IL-2) może powodować znaczną regresję czerniaka z przerzutami w podgrupach pacjentów14. Pomimo zachęcających wyników w modelach przedklinicznych i u pacjentów, słaba przeżywalność limfocytów T podawanych we wstrzyknięciu i istnienie szlaków immunosupresyjnych wydaje się zagrażać pełnemu potencjałowi adoptywnej terapii limfocytami T. Obecne protokoły kliniczne wymagają rozległej manipulacji ex vivo autologicznymi limfocytami T w celu uzyskania dużej liczby. Powoduje to wytwarzanie terminalnie zróżnicowanych limfocytów T, które mają słabą przeżywalność, zmniejszoną zdolność proliferacyjną i wysoki poziom PD-115.
To ograniczenie adoptywnej terapii limfocytami T można teoretycznie przezwyciężyć za pomocą iPSC, które mogą zapewnić nieograniczone źródło autologicznych limfocytów T do immunoterapii. Niedawno informowaliśmy o przeprogramowaniu TIL czerniaka wyrażających wysokie poziomy PD-1 przez transdukcję czterech czynników transkrypcyjnych, w której pośredniczy wirus Sendai (SeV) i OCT3/4, SOX2, KLF4 i c-MYC16. Podczas gdy wektory retrowirusowe wymagają integracji z chromosomami gospodarza w celu ekspresji genów przeprogramowujących, wektory SeV są nieintegrujące się i ostatecznie są eliminowane z cytoplazmy. Wydajność przeprogramowania jest znacznie wyższa w przypadku systemu SeV w porównaniu z wektorami lentiwirusowymi lub retrowirusowymi6-8. Co więcej, SeV może specyficznie przeprogramowywać limfocyty T w komórkach jednojądrzastych krwi obwodowej (PBMC), podczas gdy niektóre klony iPSC generowane przez wektory lentiwirusowe lub retrowirusowe mogą pochodzić z linii nielimfoidalnych6-8. W tym miejscu szczegółowo opisano procedury stosowane w celu izolacji i aktywacji ludzkich czerniaków TIL oraz generowania iPSC pochodzących z TIL za pomocą systemu przeprogramowania SeV.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
UWAGA: Pacjenci powinni wyrazić świadomą zgodę na udział w badaniu zatwierdzonym przez Institutional Review Board i Human Pluripotent Stem Cell Committee.
1. Izolacja i kultura TIL
2. Przygotowanie płytki komórkowej SNL traktowanej mitomycyną C
3. Generowanie iPSC za pomocą wektora wirusa Sendai (SeV)
4. Barwienie immunofluorescencyjne iPSC dla SSEA3, SSEA4, TRA1-60 i TRA1-81
5. Barwienie immunofluorescencyjne iPSC dla Oct3/4
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Rysunek 1 przedstawia schemat procedury, która obejmuje wstępną ekspansję TIL-ów z czerniaka z użyciem rhIL-2, a następnie aktywację przeciwciałami anty-CD3/CD28 oraz transfer genów OCT3/4, KLF4, SOX2 i c-MYC do TIL-ów w celu generowania iPSC. Zazwyczaj TIL-e w hodowli z rhIL-2 zaczynają tworzyć sfery od 21 do 28 dni po rozpoczęciu hodowli. W tym momencie TIL-e są gotowe do aktywacji anty-CD3/CD28. Rysunek 2A przedstawia TIL-e w hodowli z rhIL-2 w 21. dni...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Tutaj zademonstrowaliśmy protokół przeprogramowania TIL czerniaka do iPSC poprzez transdukcję czterech czynników transkrypcyjnych OCT3 / 4 za pośrednictwem SeV. Podejście to, wykorzystujące system SeV do przeprogramowania limfocytów T, ma przewagę nad metodą niecałkującą7.
Poprzednie badanie wykazało, że system przeprogramowania SeV był wysoce wydajny i niezawodny w przeprogramowywaniu nie tylko fibroblastów, ale także limfocytów T krwi obwodowej7,17. Ponadto niedawno wyk...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów finansowych.
Dziękujemy Pani Deborah Postiff i Pani Jackline Barikdar z Tissue Procurement Core oraz dr Cindy DeLong z Pluripotent Stem Cell Core Laboratory na Uniwersytecie Michigan za jej pomoc techniczną. Badanie to było wspierane przez fundusze start-upów University of Michigan i granty z Central Surgical Association, American College of Surgeons, Melanoma Research Alliance i NIH/NCI (1K08CA197966-01) dla F. Ito.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| delikatne rurki MACS C | Miltenyi Biotec | 130-093-237 | |
| delikatny dysocjator MACS | Miltenyi Biotec | 130-093-235 | |
| Zestaw do dysocjacji guza, człowiek | Miltenyi Biotec | 130-095-929 | |
| RPMI 1640 | Technologie życiowe | 11875-093 | |
| Filtr siatkowy do komórek Falcon 70 um | BD | 352350 | |
| BD Falcon 50ml Stożkowe probówki do trifużu | BD | 352070 | |
| IMDM | Technologie życiowe | 12440053 | |
| ludzkiej surowicy AB | Technologie życia | 34005100 | |
| L-glutamina (200mM) | Technologie życia | 25030-081 | |
| 2-merkaptoetanol (1000x, 55mM) | Technologie życia | 21985-023 | |
| Penicylina-Streptomycyna | Technologie życiowe | 15140-122 | |
| gentamycyna | Technologie życiowe | 15750-060 | |
| Ficoll-Paque PLUS | GE | 17-1440-02 | |
| D-PBS (-) | Technologie życia | 14040-133 | |
| rekombinowany ludzki (rh) IL-2 | Aldesleukin, Prometheus Laboratories Inc. | ||
| Oczyszczona mysz NA/LE Anti-Human CD3 | BD | 555329 | |
| Oczyszczona mysz NA/LE Anti-Human CD28 | BD | 555725 | |
| X-VIVO 15 | Lonza | 04-418Q | |
| FBS | Gibco | 26140-079 | |
| HEPES | Life technologies | 15630-080 | |
| N-acetylocysteina | Cumberland Farmaceutyki Inc. | NDC 66220-207-30 | |
| Płytki do hodowli tkankowych Falcon (6-dołkowe) | Płytki | ||
| Falcon (24-dołkowe) | Corning | 353047 | |
| Wektor wirusa Sendai | DNAVEC | ||
| SNL | Cell Biolabs, Inc | CBA-316 | |
| mitomycyna C | SIGMA | M4287 | rozpuszczalna w wodzie (0,5 mg / ml) |
| żelatyna | SIGMA | G1890 | |
| podstawowy czynnik wzrostu fibroblastów (bFGF) | Technologie życia | PHG0264 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.