Değişmez doğal öldürücü T (iNKT) hücrelerini fare dalağını zenginleştirmek ve in vitro ve in vivo çalışmalar için uygun sayılara genişletmek için hızlı ve sağlam bir protokol açıklıyoruz.
Yöntem makalesi
* These authors contributed equally
Değişmez doğal öldürücü T (iNKT) hücrelerini fare dalağını zenginleştirmek ve in vitro ve in vivo çalışmalar için uygun sayılara genişletmek için hızlı ve sağlam bir protokol açıklıyoruz.
Değişmez Doğal Öldürücü T (iNKT) hücreleri, polimorfik olmayan MHC sınıfı I ile ilişkili molekül CD1d. Preklinik ve klinik çalışmalar kanser, otoimmünite ve bulaşıcı hastalıklarda iNKT hücreleri için bir rolü desteklemektedir. iNKT hücreleri türler boyunca çok korunmuş ve cd1d eksikliği veya iNKT eksikliği olan fareler de dahil olmak üzere fare modelleri tarafından araştırılmıştır ve yarı sabit TCR'ye özgü CD1d tetramerleri veya mAb'leri olan farelerde ve erkeklerde bunları kesin olarak tespit etme imkanı. Bununla birlikte, iNKT hücreleri nadirdir ve herhangi bir çalışma için yönetilebilir sayılara ulaşmak için genişletilmeleri gerekir. Birincil fare iNKT hücre hattı in vitro'nun üretimi zor olduğu kanıtlandığı için, iNKT hücrelerinin 30 kat daha sık olduğu iVα14-Jα18 transgenik farelerden (iVα14Tg) dalak iNKT hücrelerini arındırmak ve genişletmek için sağlam bir protokol kurduk. Burada birincil dalak iVα14Tg iNKT hücrelerinin immünomanyetik bir ayırma işlemi ile zenginleştirilerek yaklaşık% 95-98 saf iNKT hücresi elde edilebileceğini gösteriyoruz. Saflaştırılmış iNKT hücreleri anti-CD3/CD28 boncuklar artı IL-2 ve IL-7 ile uyarılır ve bu da kültürün %85-99 saflığı ile +14 gün boyunca 30 kat genişlemeye neden olur. Genişletilmiş iNKT hücreleri kolayca genetik olarak manipüle edilebilir, aktivasyon ve fonksiyon in vitro mekanizmalarını parçalamak için paha biçilmez bir araç sağlar ve daha da önemlisi, in vivo olarak benimsenen transfer üzerine.
Değişmez Doğal öldürücü T hücreleri (iNKT hücreleri), MHC sınıfı I ile ilgili molekül CD1d2tarafından sunulan lipid antijenleri için özel olan sınırlı bir dizi farklı Vβ zinciri1ile eşleştirilmiş, farelerde yarı sabit bir αβ T hücre reseptörü (TCR) ifade eden doğuştan gelen T lenfositlerdir. iNKT hücreleri, bir CD4+ ve bir CD4- alt kümesi üreten birkaç olgunlaşma aşaması3,4, ile meydana gelen timusta zaten aktif / doğuştan gelen bir efektör fenotipinin alınmasıyla sonuçlanan bir agonist seçim programına tabidir. Bu program sayesinde, iNKT hücreleri sırasıyla T-bet, GATA3, PLZF ve RORφt transkripsiyon faktörlerinin ifadesiyle tanımlanabilen TH1 (iNKT1), TH2 (iNKT2) ve TH17 (iNKT17)olmaküzere farklı T yardımcı (TH)efektör fenotipleri edinir. iNKT hücreleri bir dizi mikrobiyal lipit tanır, ancak aynı zamanda kanser ve otoimmünite gibi hücre stresi ve doku hasarının patolojik durumları bağlamında güncellenmiş endojen lipitlere karşı kendi kendine reaktiftir2. Aktivasyon üzerine, iNKT hücreleri doğrudan temas ve sitokin üretimi ile diğer doğuştan gelen ve adaptif immün efektör hücrelerin işlevlerini modüleederek 2.
iNKT hücrelerinin araştırılması, CD1d eksikliği veya Jα18 eksikliği olan fareler de dahil olmak üzere fare modelleri ve antijen yüklü CD1d tetramerlerin üretimi ve insan yarı sabit TCR'ye özgü monoklonal antikorların (mAbs) üretimi ile kolaylaştırılmıştır. Ancak, birincil fare iNKT hücre hattının üretimi zor olmuştur. iNKT hücrelerinin antitümör işlevlerini daha iyi karakterize etmek ve bunları benimseyen hücre tedavisi için kullanmak için, iNKT hücrelerinin vahşi tip farelerden 30 kat daha sık olduğu iVα14-Jα18 transgenik farelerin (iVα14Tg)6'nındalak iNKT hücrelerini arındırmak ve genişletmek için bir protokol belirledik.
Genişletilmiş iNKT hücreleri in vitro tahliller için kullanılabilir ve farelere geri transfer edildikten sonra in vivo olarak kullanılabilir. Bu ortamda, örneğin, güçlü anti-tümör etkilerini gösterdik7. Ayrıca, in vitro genişletilmiş iNKT hücreleri, enjeksiyonlarından önce gen transferi veya düzenleme yoluyla fonksiyonel modifikasyonaelverişlidir invivo 8 Moleküler yolların içgörülü fonksiyonel analizine izin vermenin yanı sıra gelişmiş hücre tedavilerinin önünü açmak.
Burada açıklanan prosedürler San Raffaele Bilim Enstitüsü'nde Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi (IACUC) (no. 1048) tarafından gözden geçirilmiş ve onaylanmıştır.
NOT: Tüm işlemler steril koşullarda yapılmalıdır. Kullanılan tüm reaktifler Malzeme Tablosundalistelenmiştir.
1. Dalak işleme
2. T hücre zenginleştirme
NOT: Zenginleştirme adımları için hızlı çalışın, hücreleri soğuk tutun ve çözeltileri gece boyunca 4 °C'de önceden soğutulup buzda bekletin
3. iNKT hücre zenginleştirme
4. iNKT hücre aktivasyonu ve genişlemesi
Bu yazıda açıklanan protokol, iVa14-Ja18 transgenik farelerin dalağının iNKT hücrelerini Şekil 1A'daözetlenen bir immünmanyetik ayırma işlemi ile zenginleştirmeyi sağlar. Toplam dalak T hücreleri önce B hücreleri ve monositler tükenerek negatif olarak seçilir, ardından PBS-57 lipid antijen yüklü CD1d tetramerler ile iNKT hücre pozitif immünomanyetik sıralama, özellikle sadece iNKT hücrelerini lekelemeyi sağlar. Bu protokol, tek bir iVa14-Ja18 Tg farenin dalağının dalağının yaklaşık 2 x 106'sını% 95-98 saf iNKT hücresi verir. Negatif kesirde hiçbir veya gerçekten az sayıda iNKT hücresi tespit edilebilir (Şekil 1B).
Zenginleştirmeden sonra, iVa14 iNKT hücreleri anti-CD3 / CD28 boncuklar artı IL-2 ve IL-7 (Şekil 2A) ile genişletilebilir, bu da Şekil 2B'degösterildiği gibi kültürün +14 gün boyunca ortalama 30 kat genişleme ile sonuçlanır.
Şekil 3A, genişleme in vitro ve CD4 molekülünün ekspresyonu ile birlikte iNKT hücre saflığını göstermektedir. TCRβ+ CD1d-tetramer+ çift pozitif hücrelerin yüzdesinde bir azalma gözlemledik: anti-CD3 / CD28 boncuklarla güçlü aktivasyon, hücre yüzeyindeki iNKT hücre TCR ekspresyonunun küçültülmesine neden oluyor ve çift negatif popülasyon ortaya çıkıyor. Genişletilmiş iNKT hücrelerinin çoğunluğu CD4- . Şekil 3B, genişlemeden 0 ve 14 gün sonra zenginleştirilmiş iNKT hücrelerinde soyuna özgü transkripsiyon faktörleri PLZF ve RORφt'un ekspresyonunun bir karakterizasyonunu göstermektedir. Bu boyama, NKT1 (PLZFdüşük RORφt-), NKT2 (PLZFyüksek RORφt-) ve NKT17 (PLZFint RORφt+) fenotiplerini tanımlamayı sağlar. Çoğunlukla NKT1 ve NKT2 olan zenginleştirilmiş iNKT hücreleri TH0 benzeri efektör fenotipi gösterir. Bu fenotip, Şekil 3C'degösterilen PMA / İyonomisinin stimülasyonundan sonra hem IFN-γ hem de IL-4 salgılanması ile doğrulanan 14 günlük genişlemeden sonra korunur.

Şekil 1: iNKT hücre zenginleştirme. A) İmmünomanyetik ayırma protokolünün şematik gösterimi. B)Her zenginleştirme adımının akış sitometri analizi. T hücre frekanslarının yüzdesi, canlı lenfositler üzerinde kapılı üst arsalarda gösterilir. Her adım boyunca iNKT hücre frekanslarının yüzdesi, uygulanabilir CD19- TCRβ+ lenfositler üzerinde kapılı alt arsalarda gösterilirken. UygulanabilirCD19 -TCRβ+ lenfositlerde boşaltılmış CD1d tetramer ile lekeleme, iNKT hücre kapısını doğru bir şekilde çizmeyi sağlar. Temsili bir deney gösterilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: iNKT hücre in vitro genişlemesi. A) iNKT hücre genişlemesi boyunca iNKT hücre sayısı. Üç temsili ve bağımsız deney gösterilmiştir. B)Saflaştırma ve aktivasyondan sonra 7 ve 14. SD'± gösterildiği anlamına gelir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: Genişletilmiş iNKT hücre karakterizasyonu. A) Genişleme süresi boyunca iNKT hücre yüzdesi ve CD4 ekspresyonunun akış sitometri analizi. Üst arsalar canlı lenfositler üzerinde kapılıdır. Alt arsalar iNKT hücrelerine (uygulanabilir CD1d-tetramer+ TCRβ+ lenfositler) kapılıdır. B) Zenginleştirilmiş (gün 0) ve genişletilmiş (gün 14) iNKT hücrelerinin fenotipik karakterizasyonu. Arsalar iNKT hücrelerine (uygulanabilir CD1d-tetramer+ TCRβ+ lenfositler) kapılıdır. Hücreler Foxp3 Transkripsiyon Faktörü Boyama Tampon Seti ile transkripsiyon faktörleri için intranükleer olarak lekelendi. NKT1 (PLZFdüşük RORφt-), NKT2 (PLZFyüksek RORφt-) ve NKT17 (PLZFint RORφt+) alt kümeleri tanımlanmıştır, her alt kümenin frekansları yüzde olarak gösterilmiştir. C) 14. günde genişletilmiş iNKT hücreleri tarafından sitokin üretimi. Arsalar iNKT hücrelerine (uygulanabilir CD1d-tetramer+ TCRβ+ lenfositler) kapılıdır. Hücreler, Brefeldin A 10 μg/mL'nin son 2 saati boyunca PMA 25 ng/mL/Ionomicin 1 μg/mL ile 4 saat boyunca uyarıldı. Hücreler daha sonra PFA% 2 ile sabitlendi, Permwash ile permeabilize edildi ve daha sonra sitokin üretimi için hücre içi lekelendi. Gating stratejisi etkinleştirilmemiş kontrol, sol panelde ayarlandı. Temsili bir deney gösterilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
Burada milyonlarca kullanıma hazır iNKT hücresi elde etmek için tekrarlanabilir ve uygulanabilir bir protokol gösteriyoruz. Bu hücrelerin vivo'nun azlığı nedeniyle, onları genişletmek için bir yönteme çok ihtiyaç vardı. Önerdiğimiz protokol ne belirli bir enstrümantasyon ne de yüksek sayıda fare gerektiriyor. İşlem için gerekli fare sayısını azaltmak için iVα14-Jα18 transgenik farelerden bilerek yararlandık.
iVα14-Jα18 transgenik farelerden iNKT hücre genişletme için başka bir başarılı protokol literatürde mevcuttur10. Bu protokol, iNKT hücre saflaştırmadan 6 gün önce, taze kemik iliği türevi dendritik hücrelerin üretilmesini, daha sonra α-galaktosiylceramid ile yüklenmesini ve ışınlanmayı, ayrıca IL-2 ve IL-7'yi içerir. Prosedürde yer alan farelerin sayısının azaltılmasını protokolün büyük bir avantajı olarak görüyoruz. Hücre kültürünün kurulması bir hafta yerine tek bir gün sürdüğünden, zaman ayırıcıdır. Mevcut protokolün tekrarlanabilirliğinin olası bir sınırlaması, ticari olarak mevcut olan iVα14-Jα18 transgenik farelerin mevcudiyeti olabilir. Bu farelerin yokluğunda, çok sayıda WT faresi kullanma olasılığını öngörüyoruz, ancak WT farelerindeki iNKT hücrelerinin azlığı nedeniyle protokolün buna göre ayarlanması gerekiyor.
Hücre kültürü sırasında, genellikle genişletilmiş iNKT hücrelerinin saflığını ve fenotipini kontrol ediyoruz. TCRβ+ CD1d-tetramer+ çift pozitif hücrelerin yüzdeslerindeki azalma (Şekil 3A) aktivasyondan sonra hücre yüzeyinden değişmez NKT hücre TCR'nin doğal bir şekilde küçültülmesi ile açıklanabilir. Ayrıca, genişletilmiş iNKT hücrelerinin çoğunluğu CD4'ü ifade etmedi (Şekil 3A): CD4- iNKT hücrelerinin tümör ilerlemesini kontrol etmede en etkili olduğu tespit edildiğinden, bu, benimseyen bir hücre tedavisi bağlamında bir avantaj teşkil edebilir11. Ayrıca, gözlenen TH0 benzeri efektör fenotipi (Şekil 3C) in vitro genişleme ve restimülasyon 8 , 12 , 13,14,15sonra insan iNKT hücrelerinde gözlenen ile tamamen tutarlıdır. Genişletilmiş hücreler in vivo ve in vitro olarak oldukça reaktiftir, bu nedenle iNKT hücre bazlı evlat edinen immünoterapiler bağlamında yararlıdır. Yönetilmeyen veya genişletilmiş iNKT hücrelerinin benimsenen transferi, akut Graft-Versus-Host Hastalığını (aGVHD) önler veya iyileştiricidir ve Graft-Versus-Lösemi etkisini değiştirmeden bırakır16,17,18,19. Benimsenen aktarılan insan iNKT hücreleri αGal-Cer ile in vitro genişletilmiş ksenogeneik aGVHD ve bu etki CD4 tarafından aracılık edilir- ancak CD4+ hücreler20. Ayrıca, iNKT hücrelerinin aGVHD'ye neden olmadığı göz önüne alındığında, TCR'lerinin silinmesine gerek kalmadan CAR immünoterapi için ideal hücreleri oluştururlar ve vivo8,15'teuzun süreli antitümör aktiviteye sahip olduklarını kanıtladılar. iNKT hücreleri şu anda devam eden ve sonuçlanan klinik çalışmalarda21 , 22,23,24'te yararlanmaktadır.
Sonuç olarak, açıklanan protokol hızlı, basittir ve fare dalağının kurtardığı iNKT hücrelerinin sayısında30kat artışa izin verir ( Şekil 3B ). Bu hücreler in vitro tanıma tahlilleri, ortak kültür sistemleri veya preklinik çalışmalarda benimseyen hücre tedavisi için kolayca kullanılabilir. iNKT hücreleri gerçekten de tümör immün gözetim, bulaşıcı hastalıklar ve otoimmünitede kritik bir rol oynar. Bu bağlamda, iNKT hücreleri, MHC kısıtlamasından yoksun geleneksel T hücrelerine çekici bir alternatif olan güçlü bir aracı temsil edebilir. Bu hücrelerin büyük miktarlarda hızlı bir şekilde üretilmesi ve onları in vitro olarak daha fazla manipüle etme olasılığı, benzeri görülmemiş terapötik stratejilerin gelişmesine yol açabilir.
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
Paolo Dellabona ve Giulia Casorati'ye makalenin bilimsel desteği ve eleştirel okuması için teşekkür ederiz. Nih Tetramer Çekirdek Tesisi'ne fare CD1d tetramer için de teşekkür ederiz. Çalışma Fondazione Cariplo Grant 2018-0366 (M.F.'ye) ve İtalyan Kanser Araştırmaları Derneği (AIRC) bursu 2019-22604 (G.D.'ye) tarafından finanse edildi.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Evde | Amonyum-Klorür-Potasyum (ACK) çözeltisi | 0.15M NH4Cl, 10mM KHCO3, 0.1mM EDTA, pH 7.2-7.4 | |
| anti-FITC Mikro boncuklar | Miltenyi Biotec | 130-048-701 | |
| anti-PE Mikro boncuklar | Miltenyi Biotec | 130-048-801 | |
| Brefeldin A | Sigma | B6542 | |
| CD19 -FITC | Biolegend | 115506 | klon 6D5 |
| CD1d-tetramer -PE | NIH tetramer çekirdek tesis | faresi PBS57-Cd1d-tetramerler | |
| CD4 -PeCy7 Biolegend | 100528 | klonu RM4-5 | |
| Fc bloker | BD Bioscience | 553142 | |
| Fetal Sığır Serumu (FBS) | Euroclone | ECS0186L | ısıyla inaktive edilmiş ve filtrelenmiş .22 |
| kullanmadan önce FOXP3 Transkripsiyon faktörü boyama tamponu | eBioscience | 00-5523-00 | |
| H2 (IAb) -FITC | Biolegend | 114406 | klonu AF6-120.1 |
| hrIL-2 | Chiron Corp | ||
| İyonomisin | Sigma I0634 | ||
| LD Sütunları | Miltenyi Biotec | 130-042-901 | |
| LS Sütunları | Miltenyi Biotec | 130-042-401 | |
| MACS tamponu (MB) | evde | % 0.5 Sığır Serum Albümini (BSA; Sigma-Aldrich) ve 2Mm EDTA | |
| MS Sütunları | Miltenyi Biotec | 130-042-201 | |
| Esansiyel olmayan amino asitler | Gibco | 11140-035 | |
| Penisilin ve streptomisin (Pen-Strep) | Lonza | 15140-122 | |
| PermWash | BD Bioscience | 51-2091KZ | |
| PFA | Sigma | P6148 | |
| Fosfat tamponlu tuzlu su (PBS) | EuroClone | ECB4004L | |
| PMA | Sigma | P1585 | |
| Ön Ayırma Filtreleri (30 & mikro; m) | Miltenyi Biotec | 130-041-407 | |
| Recombinat Fare IL-7 | R& D Sistemi | 407-ML-025 | |
| RPMI 1640, glutamax | Gibco | 61870-010 | |
| sodyum piruvat | Gibco | 11360-039 | |
| TCR ve beta; -APC | Biolegend | 109212 | klonu H57-597 |
| ve alfa; CD3CD28 fare T aktivatörü Dynabeads | Gibco | 11452D | |
| ve beta;-merkaptoetanol | Gibco | 31350010 |