Summary

Überwachung von PD-1-Blocking-Antikörpern, die an T-Zellen gebunden sind, die aus einem Tropfen peripheren Blutsfetts abgeleitet wurden

Published: February 05, 2020
doi:

Summary

Wir entwickelten einen einfachen Flow-Zytometrie-Assay zur Bewertung der Bindung von PD-1-blockierenden Antikörpern an T-Zellen, der nur einen Tropfen peripheren Bluts von Krebspatienten erfordert.

Abstract

Immun-Checkpoint-Inhibitoren, einschließlich PD-1-blockierender Antikörper, haben die Behandlungsergebnisse bei verschiedenen Krebsarten deutlich verbessert. Die pharmakologische Wirksamkeit dieser Immuntherapien ist langanhaltend und erstreckt sich aufgrund anhaltender Blutkonzentrationen sogar über das Absetzen ihrer Injektionen hinaus. Hier haben wir einen einfachen Durchflusszytometrie-Assay entwickelt, um den T-Zellbindungsstatus der PD-1-blockierenden Antikörper Nivolumab und Pembrolizumab zu bewerten. Wie ein Glukosetest erfordert dieser Test nur einen einzigen Tropfen peripheren Blutes. Die Visualisierung der Antikörperbindung an T-Zellen ist zuverlässiger als die Messung von Antikörper-Blutkonzentrationen. Darüber hinaus können wir bei Bedarf möglicherweise viele ausgeprägte immunbezogene Marker auf T-Zellen analysieren, die an PD-1-blockierende Antikörper gebunden sind. Daher ist dies eine einfache und minimalinvasive Strategie, um die pharmakologische Wirkung von PD-1-blockierenden Antikörpern bei Krebspatienten zu analysieren.

Introduction

PD-1-blockierende Antikörper sind zur Standardwahl für die Behandlung verschiedener Krebsarten geworden, einschließlich nicht-kleinzelligem Lungenkrebs (NSCLC)1,2,3,4. Sie zeigen eine bemerkenswerte therapeutische Wirkung bei einer Untergruppe von Krebspatienten, die nicht auf herkömmliche zytotoxische Chemotherapien angetreten haben. Immun-Checkpoint-Inhibitoren (ICIs), die PD-1-blockierende Antikörper enthalten, können jedoch ein einzigartiges und ausgeprägtes Spektrum unerwünschter Ereignisse verursachen, die als immunbedingte unerwünschte Ereignisse (irAEs) bezeichnet werden5. Obwohl irAEs fast alle Gewebe beeinflussen können, Werden sie am häufigsten im Magen-Darm-Trakt beobachtet. Im Allgemeinen treten die meisten IrAEs innerhalb von 1 bis 2 Monaten nach der Initiierung von ICI auf. In einigen Fällen können sie jedoch später als 1 Jahr nach Beginn der Behandlung oder sogar nach Beendigung der Behandlung auftreten6,7. Sie verursachen auch verschiedene Symptome, die schwierig sein können, von anderen Pathologien zu unterscheiden. Daher kann es schwierig sein, irAEs umgehend zu diagnostizieren und angemessen zu behandeln. irAEs können alle Gewebe beeinflussen, und ihr Beginn wird stark durch zirkulierende Immunzellen beeinflusst, insbesondere T-Zellen, die an PD-1-blockierende Antikörper gebunden sind. Daher ist eine einfache und minimalinvasive Methode zur Überwachung von Antikörper-gezielten T-Zellen im klinischen Umfeld wichtig.

Hier haben wir eine einfache Methode entwickelt, um die Bindung von PD-1-blockierenden Antikörpern an T-Zellen mit einem Tropfen peripheren Vollbluts von Krebspatienten zu bewerten, die Nivolumab oder Pembrolizumab erhielten. Mit diesem Ansatz konnten wir jedes der folgenden Elemente überwachen: 1) die Dauer der Antikörperbindung an T-Zellen, 2) die Belegung von T-Zell-PD-1-Molekülen durch therapeutische Antikörper und 3) den Aktivierungsstatus und die immunologischen Merkmale von T-Zellen. Bei dieser Methode handelt es sich um eine Modifikation einer zuvor gemeldeten Technik8. Die benötigte Blutmenge ist fast die gleiche wie für einen Glukosetest, und der Ansatz erfordert keine mononukleäre Zellanreicherung oder Ko-Kultivierung mit PD-1-blockierenden Antikörpern. Wir haben bestätigt, dass diese Methode auch mit gefrorenen Proben durchgeführt werden kann, einschließlich peripherer mononukleischer Blutzellen (PBMCs) und Zellen aus Pleuraerguss, Perikardkernerguss, Bronchoalveolader Spülflüssigkeit und Zerebrospinalflüssigkeit, was darauf hindeutet, dass diese Strategie im Rahmen einer multizentrischen Studie nützlich sein könnte. Diese Methode kann die frühdiagnose von irAEs erleichtern und auch dazu beitragen, die geeigneten immunsuppressiven Behandlungen zu bestimmen, um ihre Symptome zu kontrollieren und die optimalen Zeiten zu identifizieren, um nachfolgende Therapien nach PD-1-Hemmern zu initiieren.

Protocol

Die Probenahme wurde während routinemäßiger klinischer Verfahren durchgeführt. Alle menschlichen Proben wurden nach sachkundigen Zustimmung der Probanden gemäß der Erklärung von Helsinki und mit Zustimmung des Ethik-Review-Gremiums der Graduate School of Medicine, Osaka University, Japan (15383 und 752) eingeholt. 1. Vollblutprobenvorbereitung und Färbung Sammeln Sie Blutproben in Blutentnahmeröhrchen, die Ethylendiamintetra-Essigsäure (EDTA) enthalten.HINWEIS: Die Blut…

Representative Results

Die Gating-Strategie- und Durchflusszytometrie-Analyse (Abbildung 1) kann PD-1-blockierende Antikörperbindung an T-Zellen erkennen, die aus einem Tropfen peripheren Blut von NSCLC-Patienten gewonnen werden. Bevor PD-1-blockierender Antikörper verabreicht wird, sind keine humanen IgG4-positiven CD8- oder CD4-T-Zellen vorhanden, und die PD-1-Expression kann durch einen PD-1-detektierenden Antikörper (EH12.1) bestätigt werden (Abbildung 2A). Na…

Discussion

In diesem Artikel berichten wir über eine Methode, die ein Durchflusszytometer verwendet, um PD-1-blockierende Antikörper zu erkennen, die an T-Zellen gebunden sind, die aus einem Tropfen peripheren Bluts fetten Blutes abgeleitet wurden, das wir ursprünglich für den Nivolumab-Nachweis10entwickelt haben. Obwohl diese Technik sehr einfach und einfach durchzuführen ist, sollten zwei wichtige Punkte beachtet werden, um genaue Ergebnisse zu erhalten. Zum Nachweis von PD-1-Molekülen sollte ein gee…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Arbeit wurde durch Stipendien an S.K. von der Japan Society for the Promotion of Science KAKENHI (JP17K16045) und der Japan Agency for Medical Research and Development (JP18cm0106335 und 19cm0106310) unterstützt.

Materials

10X RBC Lysis Buffer (Multi-species) Thermo Fisher Scientific 00-4300-54 50 mL
APC/Cyanine7 anti-human CD4 Antibody BioLegend 300518 Clone RPA-T4
BD FACS Canto II Flow Cytometer BD
Brilliant Violet 510 anti-human CD8a Antibody BioLegend 301048 Clone RPA-T8
Dulbecco's Phosphate Buffered Saline nacalai tesque 14249-95 500 mL
Falcon Round-Bottom Polystyrene Tubes STEMCELL Technologies 352058 5 mL
FcR Blocking Reagent, human Miltenyi Biotec 130-059-901 2 mL
FLOWJO BD
Gibco Fetal Bovine Serum Thermo Fisher Scientific 12676029 500 mL
Mouse IgG1 monoclonal – Isotype control abcam ab81200
Mouse monoclonal Anti-Human IgG4 Fc abcam ab99825 Clone HP6025
Pacific Blue Mouse Anti-Human CD3 BD 558117 Clone UCHT1
PE-Cy7 Mouse anti-Human CD279 (PD-1) BD 561272 Clone EH12.1
PE-Cy7 Mouse IgG1 κ Isotype Control BD 557646

References

  1. Gong, J., Chehrazi-Raffle, A., Reddi, S., Salgia, R. Development of PD-1 and PD-L1 inhibitors as a form of cancer immunotherapy: a comprehensive review of registration trials and future considerations. Journal for ImmunoTherapy of Cancer. 6 (1), 8 (2018).
  2. Borghaei, H., et al. Nivolumab versus Docetaxel in Advanced Nonsquamous Non-Small-Cell Lung Cancer. The New England Journal of Medicine. 373 (17), 1627-1639 (2015).
  3. Brahmer, J., et al. Nivolumab versus Docetaxel in Advanced Squamous-Cell Non-Small-Cell Lung Cancer. The New England Journal of Medicine. 373 (2), 123-135 (2015).
  4. Herbst, R. S., et al. Pembrolizumab versus docetaxel for previously treated, PD-L1-positive, advanced non-small-cell lung cancer (KEYNOTE-010): a randomised controlled trial. The Lancet. 387 (10027), 1540-1550 (2016).
  5. Postow, M. A., Sidlow, R., Hellmann, M. D. Immune-Related Adverse Events Associated with Immune Checkpoint Blockade. The New England Journal of Medicine. 378 (2), 158-168 (2018).
  6. Weber, J. S., et al. Safety Profile of Nivolumab Monotherapy: A Pooled Analysis of Patients With Advanced Melanoma. Journal of Clinical Oncology. 35 (7), 785-792 (2017).
  7. Champiat, S., et al. Management of immune checkpoint blockade dysimmune toxicities: a collaborative position paper. Annals of Oncology. 27 (4), 559-574 (2016).
  8. Brahmer, J. R., et al. Phase I study of single-agent anti-programmed death-1 (MDX-1106) in refractory solid tumors: safety, clinical activity, pharmacodynamics, and immunologic correlates. Journal of Clinical Oncology. 28 (19), 3167-3175 (2010).
  9. Bommareddy, P. K., Lowe, D. B., Kaufman, H. L., Rabkin, S. D., Saha, D. Multi-parametric flow cytometry staining procedure for analyzing tumor-infiltrating immune cells following oncolytic herpes simplex virus immunotherapy in intracranial glioblastoma. Journal of Biological Methods. 6 (2), 112 (2019).
  10. Osa, A., et al. Clinical implications of monitoring nivolumab immunokinetics in non-small cell lung cancer patients. JCI Insight. 3 (19), 59125 (2018).
  11. Zelba, H., et al. Accurate quantification of T-cells expressing PD-1 in patients on anti-PD-1 immunotherapy. Cancer Immunology, Immunotherapy. 67 (12), 1845-1851 (2018).
  12. Simoni, Y., et al. Bystander CD8(+) T cells are abundant and phenotypically distinct in human tumour infiltrates. Nature. 557 (7706), 575-579 (2018).
  13. Chiu, H. H., et al. Development of a general method for quantifying IgG-based therapeutic monoclonal antibodies in human plasma using protein G purification coupled with a two internal standard calibration strategy using LC-MS/MS. Analytica Chimica Acta. 1019, 93-102 (2018).

Play Video

Cite This Article
Naito, Y., Osa, A., Masuhiro, K., Hirai, T., Koyama, S., Kumanogoh, A. Monitoring PD-1-Blocking Antibodies Bound to T Cells Derived from a Drop of Peripheral Blood. J. Vis. Exp. (156), e60608, doi:10.3791/60608 (2020).

View Video