Ten protokół opisuje metodologię nieinwazyjnego śledzenia limfocytów T genetycznie zmodyfikowanych do ekspresji chimerycznych receptorów antygenowych in vivo za pomocą klinicznie dostępnej platformy.
Artykuł metodologiczny
Ten protokół opisuje metodologię nieinwazyjnego śledzenia limfocytów T genetycznie zmodyfikowanych do ekspresji chimerycznych receptorów antygenowych in vivo za pomocą klinicznie dostępnej platformy.
Limfocyty T genetycznie zmodyfikowane do ekspresji chimerycznych receptorów antygenowych (CAR) wykazały bezprecedensowe wyniki w kluczowych badaniach klinicznych dla pacjentów z nowotworami złośliwymi komórek B lub szpiczakiem mnogim (MM). Jednak liczne przeszkody ograniczają skuteczność i uniemożliwiają powszechne stosowanie terapii komórkami CAR T ze względu na słaby transport i infiltrację do miejsc nowotworu, a także brak trwałości in vivo. Ponadto poważne obawy stanowią zagrażające życiu toksyczności, takie jak zespół uwalniania cytokin lub neurotoksyczność. Wydajne i czułe obrazowanie i śledzenie limfocytów CAR T umożliwia ocenę transportu komórek T, ekspansji i charakterystyki in vivo, a także umożliwia opracowanie strategii przezwyciężenia obecnych ograniczeń terapii limfocytami CAR T. W artykule opisano metodologię włączania symportera jodku sodu (NIS) do limfocytów CAR T oraz obrazowania limfocytów CAR T za pomocą [18F]tetrafluoroborianowo-pozytonowej tomografii emisyjnej ([18F]TFB-PET) w modelach przedklinicznych. Metody opisane w tym protokole mogą być stosowane do innych konstruktów CAR i genów docelowych oprócz tych użytych w tym badaniu.
Terapia komórkowa chimerycznym receptorem antygenowym T (CAR T) jest szybko rozwijającym się i potencjalnie leczniczym podejściem w nowotworach hematologicznych1,2,3,4,5,6. Nadzwyczajne wyniki kliniczne odnotowano po terapii limfocytami CAR T (CART19) skierowanym na CD19 lub antygenem dojrzewania komórek B (BCMA) CAR T2. Doprowadziło to do zatwierdzenia przez amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA) komórek CART19 dla agresywnego chłoniaka z komórek B (axicabtagene ciloleucel (Axi-Cel)4, tisagenlecleucel (Tisa-Cel)3 i lisocabtagene maraleucel)7, ostra białaczka limfoblastyczna (Tisa-Cel)5,8, chłoniak z komórek płaszcza (brexucabtagene autoleuce)9 i chłoniak grudkowy ( Axi-Cel)10. Ostatnio FDA zatwierdziła terapię komórkami CAR T skierowaną przez BCMA u pacjentów ze szpiczakiem mnogim (MM) (idecabtagene vicleucel)11. Co więcej, terapia limfocytami CAR T w przewlekłej białaczce limfocytowej (CLL) jest w późnej fazie rozwoju klinicznego i oczekuje się, że otrzyma zgodę FDA w ciągu najbliższych trzech lat1.
Pomimo bezprecedensowych wyników terapii komórkami CAR T, jej powszechne stosowanie jest ograniczone przez: 1) niewystarczającą ekspansję komórek CAR T in vivo lub słaby transport do miejsc nowotworowych, co prowadzi do niższych wskaźników trwałej odpowiedzi12,13 i 2) rozwój zagrażających życiu zdarzeń niepożądanych, w tym zespołu uwalniania cytokin (CRS)14,15. Cechy charakterystyczne CRS obejmują nie tylko aktywację immunologiczną skutkującą podwyższonym poziomem cytokin/chemokin zapalnych, ale także masową proliferację limfocytów T po infuzji limfocytów CAR T15,16. W związku z tym opracowanie zwalidowanej, klinicznej strategii obrazowania limfocytów CAR T in vivo umożliwiłoby 1) śledzenie komórek CAR T w czasie rzeczywistym in vivo w celu monitorowania ich transportu do miejsc nowotworowych i odkrycia potencjalnych mechanizmów oporności oraz 2) monitorowanie ekspansji komórek CAR T i potencjalne przewidywanie ich toksyczności, takich jak rozwój CRS.
Kliniczne cechy łagodnego CRS to wysoka gorączka, zmęczenie, ból głowy, wysypka, biegunka, bóle stawów, bóle mięśni i złe samopoczucie. W cięższym CRS u pacjentów może rozwinąć się tachykardia/niedociśnienie, nieszczelność naczyń włosowatych, dysfunkcja serca, niewydolność nerek/wątroby oraz rozsiane wykrzepianie wewnątrznaczyniowe17,18. Ogólnie wykazano, że stopień podwyższenia cytokin, w tym interferonu gamma, czynnika stymulującego tworzenie kolonii granulocytów i makrofagów, interleukiny (IL)-10 i IL-6, koreluje z nasileniem objawów klinicznych17,19. Jednak szerokie zastosowanie monitorowania cytokin w surowicy "w czasie rzeczywistym" do przewidywania CRS jest trudne ze względu na wysokie koszty i ograniczoną dostępność. Aby wykorzystać korzystne właściwości terapii komórkami CAR T, nieinwazyjne obrazowanie adoptywnych limfocytów T może być potencjalnie wykorzystane do przewidywania skuteczności, toksyczności i nawrotu po infuzji komórek CAR T.
Kilku badaczy opracowało strategie korzystania z obrazowania opartego na radionuklidach z pozytonową tomografią emisyjną (PET) lub tomografią komputerową emisji pojedynczych fotonów (SPECT), która zapewnia wysoką rozdzielczość i wysoką czułość20,21,22,23,24,25, 26,27,28,29,30 do wizualizacji in vivo i monitorowania transportu komórek CAR T. Wśród tych strategii obrazowania opartych na radionuklidach, symporter jodku sodu (NIS) został opracowany jako czuła metoda obrazowania komórek i wirusów za pomocą skanów PET31,32. Obrazowanie limfocytów T NIS + CAR za pomocą [18F]TFB-PET to czuła, wydajna i wygodna technologia do oceny i diagnozowania ekspansji komórek T CAR, transportu i toksyczności30. Protokół ten opisuje: 1) rozwój limfocytów T NIS + CAR poprzez podwójną transdukcję o wysokiej skuteczności oraz 2) metodologię obrazowania limfocytów T NIS + CAR za pomocą skanu [18F]TFB-PET. Limfocyty T BCMA-CAR dla MM są używane jako model potwierdzający słuszność koncepcji do opisania NIS jako reportera do obrazowania limfocytów CAR T. Jednak metodologie te można zastosować do każdej innej terapii komórkami CAR T.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Protokół jest zgodny z wytycznymi Instytucjonalnej Komisji Rewizyjnej Kliniki Mayo, Instytucjonalnego Komitetu ds. Bezpieczeństwa Biologicznego oraz Instytucjonalnego Komitetu ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt Kliniki Mayo.
1. Produkcja komórek T NIS + BCMA-CAR
UWAGA: Ten protokół jest zgodny z wytycznymi Instytucjonalnej Komisji Rewizyjnej Kliniki Mayo (IRB 17-008762) i Instytucjonalnego Komitetu ds. Bezpieczeństwa Biologicznego (IBC Bios00000006.04).
2. Obrazowanie komórek T NIS+ BCMA-CAR z [ 18F]Skan TFB-PET
UWAGA: Ten protokół jest zgodny z wytycznymi Komitetu ds. Opieki nad Zwierzętami i Użytkowania Zwierząt Mayo Clinic (IACUC A00001767-16), IRB i IBC (Bios00000006.04). OPM-2 to linia komórkowa BCMA+ MM, która jest często używana jako docelowa linia komórkowa dla limfocytów T BCMA-CAR39,40.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Rysunek 1 przedstawia etapy generowania komórek T NIS+BCMA-CAR. W dniu 0 wyizoluj PBMC, a następnie wyizoluj limfocyty T przez selekcję negatywną. Następnie stymuluj limfocyty T za pomocą kulek anty-CD3 / CD28. W dniu 1 transdukuj limfocyty T zarówno lentiwirusami NIS, jak i BCMA-CAR. W dniach 3, 4 i 5 policz limfocyty T i nakarm pożywką, aby dostosować stężenie do 1,0 ×10 6 / ml. W przypadku limfocytów T transdukowanych NIS dodaj 1 μg/ml puromycyny, aby wybrać komórki ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W artykule opisano metodologię włączania NIS do limfocytów CAR T i obrazowania infuzji komórek CAR T in vivo za pomocą [18F]tfb-PET. Jako dowód słuszności koncepcji, limfocyty T NIS+BCMA-CAR zostały wygenerowane za pomocą podwójnej transdukcji. Niedawno informowaliśmy, że włączenie NIS do limfocytów CAR T nie upośledza funkcji komórek CAR T i skuteczności in vivo , a umożliwia transport i ekspansję komórek CAR T30. Ponieważ terapie komórkami CAR T nadal rozs...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
SSK jest wynalazcą patentowym w immunoterapii CAR licencjonowanym przez Novartis (na mocy umowy między Mayo Clinic, University of Pennsylvania i Novartis) i Mettaforge (poprzez Mayo Clinic). RS, MJC i SSK są wynalazcami patentów w dziedzinie immunoterapii CAR, które są licencjonowane przez Humanigen. SSK otrzymuje fundusze na badania od Kite, Gilead, Juno, Celgene, Novartis, Humanigen, MorphoSys, Tolero, Sunesis, Leahlabs i Lentigen. Figury zostały stworzone za pomocą BioRender.com.
Ta praca była częściowo wspierana przez Mayo Clinic K2R pipeline (SSK), Mayo Clinic Center for Individualized Medicine (SSK) oraz Predolin Foundation (RS). Rysunki 1, 2 i 4 zostały stworzone za pomocą BioRender.com.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Igła 22 Gauge | Covidien | 8881250206 | |
| Strzykawka insulinowa o rozmiarze 28 | BD | 329461 | |
| 96-dołkowa płytka | Corning | 3595 | |
| Anti-human (ETNL) NIS Przeciwciało | Imanis | REA009 | wiąże cytozolowy C-koniec NIS |
| Anti-human BCMA, klon 19F2, PE-Cy7 | Przeciwciało | BioLegend | 357507 |
| Anty-ludzki CD45, klon HI30, BV421 | BioLegend | 304032 | Flow przeciwciało |
| Anty-mysie CD45, klon 30-F11, APC-Cy7 | BioLegend | 103116 | Flow przeciwciało |
| anty-królicze IgG | R& D | F0110 | Przeciwciało wtórne do barwienia NIS |
| Konstrukt BCMA-CAR, IDT drugiej generacji | , Coralville, IA | ||
| BD Zestaw roztworu do utrwalania/przepuszczalności Cytofix/Cytoperm | BD | 554714 | |
| CD3 Przeciwciało monoklonalne (OKT3), PE, eBioscience | Invitrogen | 12-0037-42 | |
| CTS (systemy terapii komórkowej) Dynabeads CD3/CD28 | Gibco | 40203D | |
| CytoFLEX System B5-R3-V5 | Beckman Coulter | C04652 | cytometr przepływowy |
| Dimetylosulfotlenek | Millipore Sigma | D2650-100ML | |
| Jednorazowe strzykawki z końcówkami Luer-Lok | BD | 309646 | |
| D-Lucyferyna, sól potasowa | Złoto Biotechnologia | LUCK-1G | |
| D-PBS (sól fizjologiczna buforowana fosforanem Dulbecco) | Gibco | 14190-144 | |
| Sól fizjologiczna buforowana fosforanami firmy Dulbecco | Gibco | 14190-144 | |
| Dynabeads MPC-S (Magnetyczny koncentrator cząstek) | Applied Biosystems | A13346 | |
| Easy 50 EasySep Magnes | STEMCELL Technologies | 18002 | |
| Zestaw do izolacji ludzkich komórek T EasySep | STEMCELL Technologies | 17951 | kulki magnetyczne selekcji negatywnej; 17951RF zawiera końcówki i bufor |
| Płodowa surowica bydlęca | Millipore Sigma | F8067 | |
| Kozia anty-mysia IgG (H + L) Adsorbowane krzyżowo przeciwciało wtórne, Alexa Fluor 647 | Invitrogen | A-21235 | |
| Inveon Wielomodalny skaner PET/CT | Siemens Medical Solutions USA, Inc. | 10506989 VFT 000 03 | |
| Izofluran w płynie | Piramal Critical Care | 66794-017-10 | |
| IVIS System obrazowania Lumina S5 | PerkinElmer | CLS148588 | |
| IVIS® System obrazowania Spectrum In Vivo | PerkinElmer | ||
| Odczynnik do transfekcji Lipofectamine 3000 | Invitrogen | L3000075 | |
| LIVE/DEAD Fixable Aqua Dead Cell Stain Kit, do wzbudzenia 405 nm | Invitrogen | L34966 | |
| Lymphoprep | STEMCELL Technologies | 07851 | |
| Filtr próżniowy Nalgene Rapid-Flow 500 mL, 0,22 uM, sterylny | Thermo Scientific | 450-0020 | |
| Filtr próżniowy Nalgene Rapid-Flow 500 mL, 0,45 uM, sterylny | Thermo Scientific | 450-0045 | |
| NOD. Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/SzJ | Laboratorium Jacksona | 05557 | |
| OPM-2 | DSMZ | CRL-3273 | linia komórkowa szpiczaka mnogiego |
| pBMN (CMV-copGFP-Luc2-Puro) | Addgene | 80389 | wektor lentiwirusowy kodujący lucyferazę-GFP |
| Penicylina-Streptomycyna-Glutamina (100x), płyn | Gibco | 10378-016 | |
| oprogramowanie PMOD | PMOD | PBAS i P3D | |
| innowacyjne badania | pochodzące z ludzkiego osocza AB | IPLA-SERAB-H-100ML | |
| Dichlorowodorek puromycyny | MP Biomedicals, Inc. | ||
| RoboSep-S | STEMCELL Technologies | 21000 | W pełni automatyczny separator komórek |
| RPMI (Roswell Park Memorial Institute (RPMI) 1640 Medium) | Gibco | 21870-076 | |
| SepMate-50 (IVD) | STEMCELL Technologies | 85450 | Probówki do separacji gradientu gęstości |
| Azek sodu, 5% (w/v) | Ricca Chemical | 7144.8-16 | |
| Kolba T175 | Corning | 353112 | |
| Terrell (izofluran, USP) | Piramal Critical Care Inc | 66794-019-10 | |
| Webcol Alcohol Prep | Covidien | 6818 | |
| X-VIVO 15 Bezpoetyczne podłoże z komórek krwiotwórczych | Lonza | 04-418Q |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie