Этот протокол описывает методологию неинвазивного отслеживания Т-клеток, генетически модифицированных для экспрессии рецепторов химерного антигена in vivo с помощью клинически доступной платформы.
Методическая статья
Этот протокол описывает методологию неинвазивного отслеживания Т-клеток, генетически модифицированных для экспрессии рецепторов химерного антигена in vivo с помощью клинически доступной платформы.
Т-клетки, генетически модифицированные для экспрессии рецепторов химерного антигена (CAR), показали беспрецедентные результаты в ключевых клинических испытаниях для пациентов со злокачественными новообразованиями В-клеток или множественной миеломой (ММ). Однако многочисленные препятствия ограничивают эффективность и запрещают широкое использование терапии Т-клетками CAR из-за плохого трафика и инфильтрации в опухолевые участки, а также отсутствия персистенции in vivo. Кроме того, опасные для жизни токсичные вещества, такие как синдром высвобождения цитокинов или нейротоксичность, являются основными проблемами. Эффективная и чувствительная визуализация и отслеживание Т-клеток CAR позволяет оценить трафик, расширение и характеристику Т-клеток in vivo и позволяет разработать стратегии для преодоления текущих ограничений терапии Т-клетками CAR. В данной работе описывается методология включения симпортера йодида натрия (NIS) в Т-клетки CAR и визуализации Т-клеток CAR с использованием [18F]тетрафторборат-позитронно-эмиссионной томографии ([18F]TFB-PET) в доклинических моделях. Методы, описанные в этом протоколе, могут быть применены к другим конструкциям CAR и генам-мишеням в дополнение к тем, которые используются для этого исследования.
Клеточная терапия химерным антигенным рецептором Т (CAR T) является быстро развивающимся и потенциально излечительным подходом при гематологических злокачественных новообразованиях1,2,3,4,5,6. Сообщалось о экстраординарных клинических исходах после CD19-направленной CAR T (CART19) или антигена созревания В-клеток (BCMA) CAR T-клеточной терапии2. Это привело к одобрению Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) клеток CART19 для агрессивной В-клеточной лимфомы (axicabtagene ciloleucel (Axi-Cel)4, тизагенлеклюцела (Tisa-Cel)3 и лизокабтагена маралеуцеля)7, острого лимфобластного лейкоза (Tisa-Cel)5,8, лимфомы мантийных клеток (brexucabtagene autoleuce)9 и фолликулярной лимфомы (Axi-Cel)10 . Совсем недавно FDA одобрило BCMA-направленную CAR T-клеточную терапию у пациентов с множественной миеломой (MM) (idecabtagene vicleucel)11. Кроме того, CAR T-клеточная терапия хронического лимфоцитарного лейкоза (ХЛЛ) находится на поздней стадии клинической разработки и, как ожидается, получит одобрение FDA в течение следующих трех лет1.
Несмотря на беспрецедентные результаты ТЕРАПИИ Т-клетками CAR, ее широкое применение ограничено 1) недостаточным расширением Т-клеток CAR in vivo или плохой транспортировкой к опухолевым участкам, что приводит к снижению показателей длительного ответа12,13 и 2) развитием опасных для жизни нежелательных явлений, включая синдром высвобождения цитокинов (CRS)14,15 . Отличительные признаки CRS включают не только иммунную активацию, приводящую к повышенным уровням воспалительных цитокинов / хемокинов, но и массивную пролиферацию Т-клеток после инфузии Т-клеток CAR15,16. Таким образом, разработка валидированной стратегии клинического уровня для изображения Т-клеток CAR in vivo позволит 1) отслеживать Т-клетки CAR в режиме реального времени in vivo для мониторинга их перемещения в опухолевые участки и выявления потенциальных механизмов резистентности и 2) мониторинга расширения Т-клеток CAR и потенциального прогнозирования их токсичности, такой как развитие CRS.
Клиническими особенностями легкой СВК являются высокая температура, усталость, головная боль, сыпь, диарея, артралгия, миалгия и недомогание. При более тяжелой СВК у пациентов может развиться тахикардия/гипотония, капиллярная утечка, сердечная дисфункция, почечная/печеночная недостаточность и диссеминированная внутрисосудистая коагуляция17,18. В целом, было показано, что степень повышения цитокинов, включая интерферон-гамма, гранулоцитарно-макрофагальный колониестимулирующий фактор, интерлейкин (IL)-10 и IL-6, коррелирует с тяжестью клинических симптомов17,19. Тем не менее, широкое применение мониторинга цитокинов сыворотки «в режиме реального времени» для прогнозирования CRS затруднено из-за высокой стоимости и ограниченной доступности. Чтобы использовать полезные характеристики ТЕРАПИИ Т-клетками CAR, неинвазивная визуализация приемных Т-клеток может быть потенциально использована для прогнозирования эффективности, токсичности и рецидива после инфузии Т-клеток CAR.
Несколько исследователей разработали стратегии использования радионуклидной визуализации с позитронно-эмиссионной томографией (ПЭТ) или однофотонной эмиссионной компьютерной томографией (ОФЭКТ), которая обеспечивает высокое разрешение и высокую чувствительность20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30 для визуализация in vivo и мониторинг незаконного оборота Т-клеток CAR. Среди этих стратегий визуализации на основе радионуклидов был разработан симпортер йодида натрия (NIS) в качестве чувствительного метода к клеткам изображения и вирусам с использованием ПЭТ-сканирования31,32. Визуализация Т-клеток NIS+CAR с помощью [18F]TFB-PET является чувствительной, эффективной и удобной технологией для оценки и диагностики расширения, трафика и токсичности Т-клеток CAR30. Этот протокол описывает 1) разработку Т-клеток NIS+CAR посредством двойной трансдукции с высокой эффективностью и 2) методологию визуализации Т-клеток NIS+CAR с помощью [18F]TFB-ПЭТ-сканирования. Т-клетки BCMA-CAR для MM используются в качестве экспериментальной модели для описания NIS в качестве репортера для визуализации Т-клеток CAR. Однако эти методологии могут быть применены к любой другой терапии Т-клетками CAR.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол следует руководящим принципам Совета по институциональному обзору клиники Майо, Институционального комитета по биобезопасности и Комитета по институциональному уходу за животными и их использованию клиники Майо.
1. Производство Т-клеток NIS+ BCMA-CAR
ПРИМЕЧАНИЕ: Этот протокол соответствует руководящим принципам Совета по институциональному обзору клиники Майо (IRB 17-008762) и Институционального комитета по биобезопасности (IBC Bios00000006.04).
2. Визуализация Т-клеток NIS+ BCMA-CAR с [ 18F] TFB-ПЭТ сканированием
ПРИМЕЧАНИЕ: Этот протокол соответствует руководящим принципам Институционального комитета по уходу и использованию животных клиники Майо (IACUC A00001767-16), IRB и IBC (Bios00000006.04). OPM-2 представляет собой клеточную линию BCMA+ MM, которая часто используется в качестве линии клеток-мишеней для Т-клеток BCMA-CAR39,40.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
На рисунке 1 показаны этапы генерации Т-клеток NIS+BCMA-CAR. На 0-й день изолируйте НБМК, а затем изолируйте Т-клетки путем отрицательного отбора. Затем стимулируют Т-клетки шариками против CD3/CD28. На 1-й день трансдукция Т-клеток с помощью лентивирусов NIS и BCMA-CAR. В дни 3, 4 и 5 подсчитывайте Т-клетки и кормите средой, чтобы скорректировать концентрацию до 1,0 × 106 / мл. Для NIS-трансдуцированных Т-клеток добавьте 1 мкг/мл пуромицина для выбора клеток NIS+<...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В данной работе описывается методология включения NIS в Т-клетки CAR и визуализации инфузионных CAR T-клеток in vivo через [18F]TFB-PET. В качестве доказательства концепции, Т-клетки NIS + BCMA-CAR были сгенерированы с помощью двойной трансдукции. Недавно мы сообщили, что включение NIS в CAR T-клетки не ухудшает функции и эффективность CAR T-клеток in vivo и позволяет трафик и расширение CAR T-клеток30. Поскольку терапия Т-клетками CAR продолжает расширяться...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
SSK является изобретателем патентов в области иммунотерапии CAR, лицензированных Novartis (через соглашение между клиникой Mayo, Университетом Пенсильвании и Novartis) и Mettaforge (через клинику Mayo). RS, MJC и SSK являются изобретателями патентов в области иммунотерапии CAR, которые лицензированы Humanigen. SSK получает финансирование исследований от Kite, Gilead, Juno, Celgene, Novartis, Humanigen, MorphoSys, Tolero, Sunesis, Leahlabs и Lentigen. Рисунки создавались с помощью BioRender.com.
Эта работа была частично поддержана через трубопровод Mayo Clinic K2R (SSK), Центр индивидуализированной медицины клиники Майо (SSK) и Фонд Предолина (RS). Рисунки 1, 2 и 4 были созданы с BioRender.com.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Игла 22 калибра | Covidien | 8881250206 | |
| инсулиновый шприц 28 калибра | BD | 329461 | |
| 96 луночный планшет | Corning | 3595 | |
| Anti-human (ETNL) NIS | Imanis | REA009 | ETNL антитело связывается с цитозольным С-концом NIS |
| Anti-human BCMA, клон 19F2, PE-Cy7 | BioLegend | 357507 | антитело Flow |
| Античеловеческий CD45, клон HI30, BV421 | BioLegend | 304032 | Flow антитело |
| Anti-mouse CD45, клон 30-F11, APC-Cy7 | BioLegend | 103116 | Flow антитело |
| Anti-rabbit IgG | R& D | F0110 | Вторичное антитело для окрашивания NIS |
| BCMA-CAR construct, IDT второго поколения | , Coralville, IA | ||
| BD Набор растворов для фиксации/пермеабилизации Cytoperm | BD | 554714 | |
| CD3 Моноклональное антитело (OKT3), ПЭ, eBioscience | Invitrogen | 12-0037-42 | |
| CTS (системы клеточной терапии) Dynabeads CD3/CD28 | Gibco | 40203D | |
| CytoFLEX System B5-R3-V5 | Beckman Coulter | C04652 | проточный цитометр |
| Диметилсульфоксид | Миллипор Sigma | D2650-100ML | |
| Одноразовые шприцы с наконечниками Luer-Lok | BD | 309646 | |
| D-люциферин, соль калия Золото | Биотехнология | LUCK-1G | |
| D-PBS (Буферизованный фосфатом Дульбекко) | Gibco | 14190-144 | |
| Буферизованный фосфатом физиологический раствор | Dulbecco 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 отрицательного отбора; 17951RF включает наконечники и |
| буфер Фетальная бычья сыворотка | Millipore Sigma | F8067 | |
| Козий антимышиный IgG (H+L) Перекрестно адсорбированное вторичное антитело, Alexa Fluor 647 | Invitrogen | A-21235 | |
| Inveon Multiple Modality ПЭТ/КТ сканер | Siemens Medical Solutions США, Inc. | 10506989 VFT 000 03 | |
| Изофлуран жидкий | Piramal Critical Care | 66794-017-10 | |
| IVIS Lumina S5 Imaging System | PerkinElmer | CLS148588 | |
| IVIS® Система визуализации спектра in vivo | PerkinElmer | ||
| Lipofectamine 3000 Реагент для трансфекции | Invitrogen | L3000075 | |
| LIVE/DEAD Fixable Aqua Dead Stain Kit, для возбуждения 405 нм | Invitrogen | L34966 | |
| Lymphoprep | STEMCELL Technologies | 07851 | |
| Nalgene Rapid-Flow 500 мл Вакуумный фильтр, 0,22 мкм, стерильный | Thermo Scientific | 450-0020 | |
| Nalgene Rapid-Flow 500 мл вакуумный фильтр, 0,45 мкМ, стерильный | Thermo Scientific | 450-0045 | |
| NOD. Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/SzJ | Jackson laboratory | 05557 | |
| OPM-2 | DSMZ | CRL-3273 | клеточная линия множественной миеломы |
| pBMN (CMV-copGFP-Luc2-Puro) | Addgene | 80389 | лентивирусный вектор, кодирующий люциферазу-GFP |
| пенициллин-стрептомицин-глутамин (100x), жидкий | Gibco | 10378-016 | |
| PMOD программное обеспечение | PMOD PBAS | и P3D | |
| Объединенная сыворотка крови человека AB Инновационные | исследования | IPLA-SERAB-H-100ML | |
| пуромицина дигидрохлорида | MP Biomedicals, Inc. | ||
| RoboSep-S | STEMCELL Technologies | 21000 | Полностью автоматизированный сепаратор клеток |
| RPMI (Roswell Park Memorial Institute (RPMI) 1640 Medium) | Gibco | 21870-076 | |
| SepMate-50 (IVD) | STEMCELL Technologies | 85450 | градиент плотности разделительные трубки |
| Азид натрия, 5% (w/v) | Ricca Chemical | 7144.8-16 | |
| T175 колба | Corning | 353112 | |
| Terrell (изофлуран, USP) | Piramal Critical Care Inc | 66794-019-10 | |
| Webcol Alcohol Prep | Covidien | 6818 | |
| X-VIVO 15 Сыворотка Гемопоэтические клетки Medium | Lonza | 04-418Q |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение