Burada, CD19 pozitif manto hücreli lenfoma hücre hattı JeKo-1 ile ko-enkapsülasyon üzerine CD19-CD28-CD3z CAR T hücrelerinin sitotoksik potansiyelini değerlendirmek için kullanımı kolay, ticari olarak temin edilebilen bir mikroakışkan cihazı kullanarak T hücrelerinin sitotoksik potansiyelini tek hücre düzeyinde incelemek için bir yöntem sunuyoruz.
Bu protokolde birkaç kritik adım vardır. İlk olarak, yanlış pozitif sonuçlardan kaçınmak için herhangi bir test yapmadan en az 48 saat önce stimülasyon boncuklarının T hücrelerinden çıkarılmasını öneririz. İkinci olarak, CAR'lar veya T hücresi reseptörleri gibi yapılarla T hücresi transdüksiyon verimliliği önemli ölçüde değişebilir. Transdüksiyona uğrayan T hücrelerinin müteakip bir saflaştırma adımı olmadan, sonuçların yorumlanması zor olabilir. Burada, saf bir CAR T hücresi popülasyonu kullanıldı ve bu nedenle, CAR T hücrelerini her zaman noktasında öldürücü veya öldürücü olmayan olarak karakterize ederken yüksek derecede bir kesinlik beklenebilir. Alternatif olarak, CAR'ların floresan proteini veya genetik etiket ile etiketlenmesi, CAR pozitif olan hücreleri belirtmek için uygulanabilir ve daha sonra damlacıkları analiz ederken üzerine geçit yapılabilir. Etiketleme kullanılıyorsa, seçilen floresan molekülleri, diğer tahlil floroforlarının hiçbirinden kaynaklanan floresan emisyonlarına müdahale etmemelidir. Örneğin, GFP etiketlemesinin kullanılması, burada gerçekleştirilen deneylerde uygulanan FAM etiketli GzmB substratına müdahale eder ve bu nedenle önerilmez.
Burada özetlenen protokolün önemli bir avantajı, damlacık üretiminin kendisinin basitleştirilmiş ve otomatikleştirilmiş olmasıdır. Bununla birlikte, tek hücreli kapsüllemeyi sağlamak için, kartuş yüklemeden önce hücrelerin tamamen yeniden askıya alınması önemlidir. Bu nedenle, kartuşu yüklemeye hazırlanırken makul bir hızda çalışmanız önerilir. Benzer bir husus, GzmB substratı eklenirken de geçerlidir, çünkü bazı hücreler GzmB'nin yüksek salgılayıcılarıdır. Hücrelerin yeniden süspansiyonu, küçük kartuşlu mikroakışkan kanalların tıkanmasını da önleyecektir. Hücrelerin uygun şekilde kapsüllenmesi, yukarıda belirtildiği gibi mikroskopi ile kolayca kontrol edilir.
Damlacık hücre ortamını kapsadığından ve hücrelerden salgılanan hücresel ürünleri tuttuğundan, diğer sitokinler, antikorlar ve bileşikler analiz edilebilir. Gerçekten de, mevcut protokolün değiştirilmesini gerektiren IFN-γ ve TNF-α gibi diğer ilgili bağışıklık hücresi tarafından salgılanan molekülleri test ettik. Sitokin tespiti için, efektör hücre yüzeyi32 üzerinde bir ELISA sandviçinin oluşturulması gibi, burada GzmB için kullandığımızdan farklı bir test formatı uygulanabilir. Ek olarak, hücre lekeleri ve tahlil renkleri değiştirilebilir, örneğin karboksifloresein süksinimidil ester (CFSE), ancak standart akış sitometrisinde olduğu gibi farklı renk kombinasyonlarında minimum kanama sağlamak veya hiç kanama olmamasını sağlamak önemlidir.
Ayrıca, bu protokol CAR T hücrelerini analiz etmekle sınırlı değildir. Ayrıca diğer T hücresi / hedef etkileşimlerini veya CAR NK hücreleri gibi diğer bağışıklık hücrelerini incelemek için genişletilebilir. Daha ileri deneyler de öngörülebilir, örneğin daha geniş fonksiyonel immünofenotipleme gerçekleştirmek için CD4 ve CD8 T hücresi alt kümelerinin ek floroforlarla renklendirilmesi. Gerçekten de, burada damlacıklarda CD4 ve CD8'in tespit edilebileceğini ve böylece efektör T hücrelerinin ve sitotoksik kapasitelerinin daha fazla karakterizasyonunu mümkün kıldığını gösteriyoruz.
Bu protokolü optimize ederek, özellikle standart akış sitometrisi cihazlarında çalışmasını hedefledik. Damlacık akış sitometrisi karmaşık olmasa da, akış sitometresi belirli aralıklarla veya her zaman aralığında numunelerin analizinden sonra burada önerildiği gibi uygun şekilde durulanmazsa yağ birikmesinin meydana gelebileceğini fark ettik. En iyi durulama protokolü, her bir akış sitometresi için spesifik olabilir.
Bu yöntemin önemli avantajlarından biri, kapsamlı uzmanlığa veya son derece özel ekipmana ihtiyaç duymadan hedef hücrelere karşı tek hücreli efektör aracılı sitotoksisitenin izlenmesine izin veren yüksek verim kapasitesidir. Test, akış sitometrisi veya mikroskopi gibi mevcut araçlar kullanılarak kolayca yapılabilir. Çift emülsiyon damlacıkları, sitotoksik potansiyeli olan ve olmayan CAR T hücreleri gibi belirli işlevlere sahip hücrelerin izolasyonunu ve ardından tek hücreli transkriptom analizini sağlayabilen hücre sıralayıcıları30,31 kullanılarak sınıflandırmaya da uygundur.
Teknoloji sınırsız değildir. Bazı hücre hatları damlacıklardaki kültürü 24 saat ve daha uzun süre tolere ederken, birincil hücreler 24 saat sonra önemli ölçüde daha düşük canlılığa sahip olabilir. Bu, genel olarak tahliller üzerinde bir zaman kısıtlamasını temsil eder, ancak mevcut tahlil için, gözle görülür GzmB ve hücre öldürme aktivitesi 4-6 saat içinde gözlemlenebilir, çünkü küçük damlacık bölmesi, efektör ve hedef hücrelerin hızlı bir şekilde karşılaşmasını sağlar. Benzer şekilde, küçük damlacık hacmi, salgılanan GzmB parçalanmış substratın tespit edilebilir seviyelerine konsantrasyonda hızlı bir birikim sağlayacaktır. Teknolojinin bir başka sınırlaması, standart akış sitometreleri kullanılırken efektör hücreler tarafından seri öldürmenin tespit edilememesidir. Bununla birlikte, bu, araştırılması gereken görüntü akış sitometreleri veya görüntü sitometrisi teknolojileri ile mümkün olabilir.
CD19 CAR T hücrelerinin adoptif transferi, hematolojik maligniteleri olan hastaların tedavisinde dikkate değer bir başarı göstermiştir. Buna rağmen, hastalarda32 büyük bir yanıt varyasyonu ve öngörülemeyen toksisite vardır, bu kısmen CAR T infüzyon ürünü içindeki heterojenliğe bağlı olabilir. Sonuç olarak, bir popülasyon içindeki bireysel CAR T hücrelerinin fenotipik bileşimini ve sitotoksik yeteneğini analiz etmeye artan bir ilgi vardır. CAR tedavisi otoimmün koşullarda ve diğer kanser türlerinde giderek daha fazla test edildiğinden, bu özellikle önemli olacaktır. Burada açıklanan mikroakışkan cihaz ve protokol, CAR T hücrelerinin ve diğer hücre bazlı tedavilerin heterojenliğini incelemek için sağlam ve çok yönlü bir yaklaşım sunar.