Здесь мы представляем протокол для генетического отсвагивая клетки CAR-T через систему CRISPR/Cas9.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Здесь мы представляем протокол для генетического отсвагивая клетки CAR-T через систему CRISPR/Cas9.
Химерный рецептор антигена T (CAR-T) клеточная терапия является передний край и потенциально революционный новый вариант лечения рака. Тем не менее, существуют значительные ограничения на его широкое применение в лечении рака. Эти ограничения включают в себя развитие уникальных токсичностей, таких как синдром высвобождения цитокинов (CRS) и нейротоксичность (NT) и ограниченное расширение, функции эффектора и противоопухолевую активность в твердых опухолях. Одной из стратегий повышения эффективности CAR-T и/или контроля токсичности клеток CAR-T является редактирование генома самих клеток CAR-T во время производства клеток CAR-T. Здесь мы описываем использование редактирования генов CRISPR/Cas9 в клетках CAR-T с помощью трансдукции с лентивирусной конструкцией, содержащей направляющий РНК к гранулоцитной колонии-стимулирующего фактора (GM-CSF) и Cas9. В качестве примера мы описываем CRISPR/Cas9 при посредничестве GM-CSF. Мы показали, что эти ГМ-CSFк / о CAR-T клетки эффективно производят меньше ГМ-CSF при сохранении критической функции Т-клеток и привести к повышению противоопухолевой активности in vivo по сравнению с дикими клетками типа CAR-T.
Химерный рецептор антигена T (CAR-T) клеточная терапия демонстрирует большие перспективы в лечении рака. 1 , 2 Две CAR-T клеточной терапии ориентации CD19 (CART19) были недавно утверждены в Соединенных Заявленные и в Европе для использования в злокачественных новообразованиях клеток B после демонстрации поразительных результатов в многоцентровых клинических испытаний. 3 , 4 , 5 Барьерами для более широкого использования CAR-T-клеток являются ограниченная активность в твердых опухолях и связанных с ними токсичности, включая синдром высвобождения цитокинов (CRS) и нейротоксичность (NT). 3 , 5 , 6 , 7 (г. , 8 , 9 Для повышения терапевтического индекса клеточной терапии CAR-T, инженерные инструменты генома, такие как нуклеазы цинковых пальцев, TALENs и CRISPR используются для дальнейшего изменения car-T-клеток в попытке создать менее токсичные или более эффективные клетки CAR-T. 10 Лет , 11 Год
В этой статье мы описываем метод создания CRISPR/Cas9, отредактированных CAR-T-ячеек. Конкретная цель этого метода заключается в том, чтобы генетически модифицировать CAR-T-клетки во время производства клеток CAR-T через CRISPR/Cas9 для создания менее токсичных или более эффективных клеток CAR-T. Обоснование для разработки этой методологии основывается на уроках, извлеченных из клинического опыта клеточной терапии CAR-T, что указывает на настоятельную необходимость новых стратегий для увеличения терапевтического окна клеточной терапии CAR-T и расширения применения в других опухолей и поддерживается последние достижения в синтетической биологии позволяет несколько модификаций CAR-T клеток, которые начали поступать в клинику. В то время как несколько инженерных инструментов генома разрабатываются и применяются в различных условиях, таких как нуклеазы цинковых пальцев, TALENs и CRISPR, наша методология описывает модификацию CRISPR/Cas9 клеток CAR-T. 10 Лет , 11 CRISPR/Cas9 является РНК-механизм защиты от бактерий, который предназначен для устранения чужеродных ДНК. CRISPR полагается на эндонуклеазы, чтобы расщеплять целевую последовательность, идентифицированную через направляющий РНК (gRNA). CRISPR редактирования CAR-T клеток предлагает ряд преимуществ по сравнению с другими инструментами инженерного генома. К ним относятся точность последовательности gRNA, простота для разработки gRNA ориентации гена интереса, высокая эффективность редактирования генов, и способность целевых нескольких генов, поскольку несколько гРНК могут быть использованы в то же время.
В частности, в методах, описанных здесь, мы использовали лентивирус, кодируя CRISPR руководство РНК и Cas9 нарушить ген во время трансдукции Т-клеток CAR. При выборе подходящей техники для редактирования CAR-T-клеток, мы предлагаем метод, описанный здесь является эффективным механизмом для создания исследований класса CAR-T клеток, а потому, что долгосрочный эффект постоянной интеграции Cas9 в геном неизвестен, мы предложить эту методологию для разработки доказательства концепции исследования класса CAR-T клеток, но не для производства хорошей производственной практике класса CAR-T клеток.
В частности, здесь мы описываем генерацию гранулоцитов макрофагов колонии стимулирующий фактор (GM-CSF) нокаутОМ CAR-T клеток ориентации человека CD19. Эти клетки CAR-T были созданы путем трансдукции с лентивирными частицами, кодируя направляющую РНК, специфичную для GM-CSF (генное название CSF2) и Cas9. Ранее мы обнаружили, что нейтрализация GM-CSF упрощает CRS и NT в модели ксенотрансплантата. 12 ГМ-CSFk/o CAR-T-клетки позволяют ингибировать ГМ-CSF в процессе производства, эффективно снижая производство ГМ-CSF при одновременном повышении противоопухолевой активности CAR-T и выживания в vivo по сравнению с клетками WILDtype CAR-T. 12 Таким образом, здесь мы предоставляем методологию для создания CRISPR/Cas9 отредактированные клетки CAR-T.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Этот протокол следует руководящим принципам Совета по институциональному обзору клиники Майо (IRB) и Институционального комитета по биобезопасности (IBC).
1. производство клеток CART19
2. Производство GM-CSF k/o CART19
3. Эффективность сбоев ГМ-КСФ и функциональная оценка GM-CSF k/o CART19
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
На рисунке 1 показано сокращение ГМ-CSF в клетках GM-CSFk/o CART19. Чтобы убедиться, что геном Т-клеток был изменен на нокаут ГМ-CSF, tide секвенирования был использован в GM-CSFк / о CART19 клеток (Рисунок 1A). CAR-T клеточной поверхности окрашивания проверяет, что Т-клетки успешно выразить CAR поверхности рецептора in vitro путем gating на живых клетках CD3 "(Рисунок1B). Внутр...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В этом отчете мы описываем методологию использования технологии CRISPR/Cas9 для индуцирования вторичных изменений в клетках CAR-T. В частности, это продемонстрировано с помощью лентивирусной трансдукции с вирусным вектором, который содержит gRNA ориентации гена интереса и Cas9 для создания ГМ-CSFк / о CART19 клеток. Ранее мы показали, что нейтрализация GM-CSF упрощает CRS и NT в модели ксенотрансплантата. 12 Как уже говорилось ранее, ГМ-CSFk/o CAR-T-клетки позволяют ингибиров...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
SSK является изобретателем патентов в области Т-клеточной терапии CAR, которые лицензированы Novartis (в соответствии с соглашением между клиникой Майо, Университетом Пенсильвании и Novartis). Эти исследования частично финансировались за счет гранта от Humanigen (SSK). RMS, MJC, RS и SSK являются изобретателями патентов, связанных с этой работой. Лаборатория (SSK) получает финансирование от Tolero, Humanigen, Kite, Lentigen, Morphosys и Actinium.
Эта работа была поддержана за счет грантов от K12CA090628 (SSK), Национальной комплексной онкологической сети (SSK), Клиника Майо Центр индивидуальной медицины (SSK), Фонд Предолин (SSK), клиника Майо Бюро перевода на практике (SSK), и Клиника Майо Медицинская Программа обучения ученых Роберт Л. Хауэлл Врач-ученый стипендий (RMS).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| CD3 моноклональное антитело (OKT3), ПЭ, eBioscience | Invitrogen | 12-0037-42 | |
| CD3 моноклональное антитело (UCHT1), APC, eBioscience | Invitrogen | 17-0038-42 | |
| Choice Taq Blue Mastermix | Denville Scientific | C775Y51 | |
| CTS (системы клеточной терапии) Dynabeads CD3/CD28 | Gibco | 40203D | |
| CytoFLEX System B4-R2-V2 | Beckman Coulter | C10343 | проточный цитометр |
| диметилсульфоксид | Millipore Sigma | D2650-100ML | |
| Dulbecco's Phosphate-Minerals Buffered | Gibco | 14190-144 | |
| Dynabeads MPC-S (концентратор магнитных частиц) | Applied Biosystems | A13346 | |
| Easy 50 EasySep Magnet | STEMCELL Technologies | 18002 | |
| EasySep Набор для изоляции Т-клеток человека | STEMCELL Technologies | 17951 | магнитные шарики негативного отбора; 17951RF включает наконечники и буфер |
| Фетальная бычья сыворотка | Millipore Sigma | F8067 | |
| FITC Mouse Anti-Human CD107a | BD Pharmingen | 555800 | |
| Среда фиксации (среда A) | Invitrogen | GAS001S100 | |
| GenCRISPR gRNA Конструкция: Название: CSF2 CRISPR направляющая РНК 1; Вид: Человек, Вектор: pLentiCRISPR v2; Резистентность: ампициллин; Номер экземпляра: High; Плазмидный препарат: Стандартная поставка: 4 мкм; g (бесплатно за дополнительную плату) | GenScript | N/A | Индивидуальный заказ |
| Goat Anti-Mouse IgG (H+L) Cross-Adsorbed Secondary Parent, Alexa Fluor 647 | Invitrogen | A-21235 | |
| https://tide.nki.nl. | Desktop Genetics | ||
| ; мужчины-доноры; тип АВ; US | Corning | 35-060-CI | |
| ИФН гамма-моноклональное антитело (4S. B3), APC-eFluor 780, eBioscience | Invitrogen | 47-7319-42 | |
| Lipofectamine 3000 Реагент для трансфекции | Invitrogen | L3000075 | |
| LIVE/DEAD Fixable Aqua Dead Stain Kit, для возбуждения 405 нм | Invitrogen | L34966 | |
| Lymphoprep | STEMCELL Technologies | 07851 | |
| Monensin Solution, 1000X | BioLegend | 420701 | |
| Мышь Античеловеческий CD28 Клон CD28.2 | BD Pharmingen | 559770 | |
| Мышь Античеловеческий CD49d Клон 9F10 | BD Pharmingen | 561892 | |
| мышь Античеловеческий MIP-1β PE-Cy7 | BD Pharmingen | 560687 | |
| Mr. Frosty Морозильный контейнер | Thermo Scientific | 5100-0001 | |
| NALM6, клон G5 | ATCC | CRL-3273 | клеточная линия острого лимфобластного лейкоза |
| Нуклеазная вода без нуклеазы | Promega | P119C | |
| Olympus Вакуумные фильтрующие системы, 500 мл, мембрана PES, 0,22 мкМ, стерильная | Genesee Scientific | 25-227 | |
| Nalgene Rapid-flow стерильные одноразовые фильтрующие установки с CN мембраной 0,45 мкМ | Thermo Scientific Nalgene | 450-0045 | |
| Opti-MEM I Сниженная сыворотка Среда (1X), жидкая | Gibco | 31985-070 | |
| PE-CF594 Мышиный античеловеческий IL-2 | BD Horizon | 562384 | |
| пенициллин-стрептомицин-глутамин (100X), жидкая | Gibco | 10378-016 | |
| проникающая среда (среда B) | Invitrogen | GAS002S100 | |
| PureLink Genomic DNA Mini Kit | Invitrogen | K182001 | |
| Пуромицина дигидрохлорид | MP Biomedicals, Inc. | ||
| QIAquick Набор для экстракции геля | QIAGEN | 28704 | |
| Rat Anti-Human GM-CSF BV421 | BD Horizon | 562930 | |
| RoboSep-S | STEMCELL Technologies | 21000 | Полностью автоматизированный сепаратор клеток |
| SepMate-50 (IVD) | STEMCELL Technologies | 85450 | |
| Азид натрия, 5% (w/v) | Ricca Chemical | 7144.8-16 | |
| X-VIVO 15 Бессывороточный гемопоэтический клеточный | Lonza | 04-418Q |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.