Summary

Kanser Tedavisi için Sitotoksik Sitokin Kaynaklı Katil T Hücrelerinin İzolasyon ve Genişlemesi

Published: January 24, 2020
doi:

Summary

Burada periferik kan mononükleer hücrelerinin izolasyon ve genleşmesini gerçekleştirmek için bir protokol sunmaktayız- periferik kan mononükleer hücrelerden türetilmiş sitokin kaynaklı CD3+CD56+ öldürücü hücreler ve in vitro tanı akış sitometri sistemi kullanarak hematolojik ve katı kanser hücrelerine karşı sitotoksisite etkilerini göstermek.

Abstract

Benimseyen hücresel immünoterapi bağışıklık sistemi üzerinden kanser tanıma geri odaklanır ve etkili tümör hücre öldürme geliştirir. Sitokin kaynaklı katil (CIK) T hücre tedavisi kanser hücrelerine karşı önemli sitotoksik etkileri uygulamak ve kanser tedavilerinde cerrahi, radyasyon ve kemoterapi nin olumsuz etkilerini azaltmak için bildirilmiştir. CIK periferik kan mononükleer hücreleri (PBMCs), kemik iliği ve göbek kordon kanı elde edilebilir. CIK hücreleri CD3+CD56+ ve doğal öldürücü (NK) fenotipik özellikleri ile T hücrelerinin heterojen bir alt popülasyonudur ve majör histokompatibilite kompleksi (MHC)-sınırsız antitümör aktivitesi içerir. Bu çalışmada PBMC kaynaklı CIK hücrelerinin hematolojik ve katı kanser hücrelerine karşı sitolitik yeteneğinin nicelleştirilmesi için klinik olarak uygulanabilir, akış sitometrisi esaslı bir yöntem açıklanmaktadır. Sitiyolitik sitalöz deyiş, CIK hücreleri prestained hedef tümör hücreleri ile farklı oranlarda birlikte inkübe edilir. Kuluçka döneminden sonra, hedef hücrelerin sayısı ölü hücreleri tespit etmek için nükleik asit bağlayıcı bir leke ile belirlenir. Bu yöntem hem araştırma hem de tanı uygulamaları için geçerlidir. CIK hücreleri, sitometre kurulumu ve takibi (CS & T) tabanlı akış sitometri sistemi ile klinik öncesi değerlendirme sonucunda kanser tedavisi için alternatif bir strateji olarak keşfilebilen güçlü sitotoksisiteye sahiptir.

Introduction

Sitotoksik T lenfositler kansere karşı bağışıklık yanıtları aracılık belirli bir bağışıklık efektörü hücre popülasyonuvardır. Lenfokin aktive katil (LAK) hücreleri, tümöre infiltrasyon lu lenfositler (TILs), doğal öldürücü (NK) hücreleri, γδ T hücreleri ve sitokin kaynaklı öldürücü (CIK) hücreleri de dahil olmak üzere çeşitli efektör hücre popülasyonları benimseyen T hücre tedavisi (ACT)amaçlarıiçin geliştirilmiştir 1 . Cik hücrelerine artan bir ilgi vardır, çünkü otolog periferik kan mononükleer hücrelerden (PMBCs) 2’ye kadargenişlemiş sitokin kaynaklı sitotoksik hücre popülasyonlarının bir karışımını temsil ederler.

Lenfoid progenitor hücrelerinin kontrolsüz büyüme, miyeloblastlar, ve lenfoblastlar kan kanserlerinin üç ana türüne yol açar (yani, lösemi, lenfoma, ve miyelom), katı tümörler, karsinomlar dahil (örneğin, akciğer kanseri, mide kanseri, servikal kanser), ve sarkomlar, diğer kanserler arasında3. CIK hücreleri büyük histokompatibilite kompleksi geniş bir yelpazede sergileyen hücre popülasyonlarının bir karışımıdır (MHC)-sınırsız antitümör aktivitesi ve böylece hematolojik ve ileri tümörlerin tedavisi için söz tutun4,5,6,7. CIK hücreleri, T hücreleri (CD3+CD56), NK-T hücreleri (CD3+CD56+ )ve NK hücreleri (CD3CD56+ )dahil olmak üzere hücrelerin bir birleşimini oluşturur. IFN-γ, anti-CD3 antikor ve IL-2 eklenmesi için sabit bir program kullanarak CIK indüksiyon protokolünün optimizasyonu, CIK hücrelerinin genişlemesiile sonuçlanır8. Kanser hücrelerine karşı CIK hücrelerinin sitotoksik yeteneği esas olarak NK grup 2 üyesi D (C-tipi lektin benzeri reseptör ailesinin bir üyesi) Tümör hücreleri üzerinde NKG2D ligands nişan bağlıdır, ve perforin aracılı yollar9. Preklinik bir çalışmanın sonuçları IL-15-uyarılmış CIK hücrelerinin primer ve akut miyeloid lösemi hücre hatlarına infeksiyöz güçlü sitotoksisite indüklediği ve normal PBMC’lere ve fibroblastlara karşı daha düşük alloreaktivite sergilediği ni saptandı9. Son zamanlarda faz II klinik çalışmada miyeloid neoplazm tedavisi için nonmiyeloablatif allojeneik transplantasyon sonrası konsolidasyon olarak bir kerelik sağlıklı donör kaynaklı CIK (1 x 108/kg CD3+ hücre) infüzyonunun sonucuyayınlanmıştır.

Bu çalışmada, CIK üretimini artırmak için hematopoetik hücre ortamına IFN-γ, IL-1α, anti-CD3 antikor ve IL-2’den oluşan optimize edilmiş bir hücre kültürü formülü geliştirdik ve CIK hücrelerinin insan kroniklerine karşı sitotoksik etkisini araştırdık. miyeloid lösemi (K562) hücreleri ve yumurtalık kanseri (OC-3) hücreleri.

Protocol

Klinik protokol çin Tıp Üniversitesi ve Hastane Araştırma Etik Komitesi Kurumsal İnceleme Kurulu yönergelerine uygun olarak yapıldı ve onaylandı. Periferik kan örnekleri sağlıklı gönüllülerden bilgilendirilmiş rızaları ile alındı. 1. Malzemelerin hazırlanması Malzeme Güvenliği Veri Formu’nda (MSDS) gösterildiği şekilde reaktifleri, antikorları ve kimyasalları depolayın. İlaçları veya sitokinleri çözücülerde stok çözeltisi olarak çözün ve da…

Representative Results

Bu protokolün amacı, sitokin kaynaklı katil (CIK) T hücrelerini periferik kan monositlerinden izole etmek ve genişletmek ve CIK’in hematolojik malignite ve katı kanser hücrelerine karşı sitotoksik etkisini değerlendirmektir. CIK indüksiyonu CD3/CD56 tanıma ile tanımlanmıştır. Şekil 1A, CIK indüksiyonu ve genişlemesi için protokolü gösterir. Sağlıklı donörlerden CD3+CD56+ T hücrelerinin alt popülasyonunun analiz ine yönelik g…

Discussion

Açıklanan yöntem, sağlıklı donörlerin tam kan örneklerinden sitotoksik sitokin kaynaklı katil (CIK) T hücrelerinin izole edilmesi ve genişlemesi için hızlı, kullanışlı ve güvenilir bir protokoldür. Ayrıca bir akış sitometri kurulum ve izleme (CS & T) sistemi kullanarak lösemi (K562) ve yumurtalık kanseri hücrelerine (OC-3) karşı CIK sitotoksik etkisini gösterir. CIK hücreleri iyi fabrikauygulamaları (GMP) koşullarında GMP dereceli sitokinler ve daha ileri klinik infüzyon için serumsuz or…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Bu çalışma Çin Tıp Üniversitesi Hastanesi (DMR-Cell-1809) tarafından desteklenmiştir.

Materials

7-Amino Actinomycin D BD 559925
APC Mouse Anti-Human CD56 antibody BD 555518 B159
APC Mouse IgG1, κ Isotype Control BD 555751 MOPC-21
BD FACSCanto II Flow Cytometer BD 338962 SN: R33896202856
Carboxyfluorescein diacetate succinimidyl ester (CFSE) BD 565082 Reconstritution of CFSE dye (500 mg) with 90 mL of DMSO
D-(+)-Glucose solution SIGMA G8644 For K562 cell culture. Add 12.5 mL to 500 mL of complete medium
Dulbecco's Modified Eagle Medium/F12 HyClone SH30023.02 Basal medium for OC-3 cell culture
Fetal bovine serum HyClone SH30084.03 For K562 and OC-3 cell culture. Complete medium contains 10% of FBS
Ficoll-Paque Plus GE Healthcare Life Sciences 71101700-EK Density gradient solution
FITC Mouse Anti-Human CD3 antibody BD 555332 UCHT1
FITC Mouse IgG1, κ Isotype Control BD 555748 MOPC-21
Human anti-CD3 mAb TaKaRa T210 OKT3 Add 2.5 mL of stock (1 mg/1 mL) to 50 mL of Induction medium. Storage stock at -80 °C
Penicillin-Streptomycin Gibco 15140122 Add 5 mL of stock (10,000 U/mL) to 500 mL of complete medium. Storage stock at 4 °C.
Proleukin NOVARTIS Reconstitution of Proleukin Powder (22×106 IU) with 1.2 mL of sterile water and add 2.7 mL to 50 mL of Induction medium. Storage stock at -20 °C
Recombinant Human Interferon-gamma CellGenix 1425-050 Reconstitution of rh IFN-g (5×105 IU/50 µg) with 200 µL of sterile water and add 20 mL to 50 mL of Induction medium. Storage stock at -20 °C
Recombinant Human Interleukin-1 alpha PEPROTECH 200-01A Reconstitution rh IL-1α (10 µg) with 1 mL of sterile water and add 5 mL to 50 mL of Induction medium. Storage stock at -20 °C
RPMI1640 medium Gibco 11875-085 Basal medium for K562 cell culture. Storage stock at 4 °C
Sigma 3-18K Centrifuge Sigma 10295
TrypLE Express Enzyme Gibco 12605028 Cell dissociation enzyme; For deattachment of adheren cells. Storage at room temperature
X-VIVO 15 medium Lonza 04-418Q Basal medium for PBMC and CIK cells. Storage at 4 °C

References

  1. Cappuzzello, E., et al. Cytokines for the induction of antitumor effectors: The paradigm of Cytokine-Induced Killer (CIK) cells. Cytokine & Growth Factor Reviews. 36, 99-105 (2017).
  2. Schmidt-Wolf, R. S., et al. Propagation of large numbers of T cells with natural killer cell markers. British Journal of Haematology. 87 (3), 453-458 (1994).
  3. Grainger, S., et al. Wnt Signaling in Hematological Malignancies. Progress in Molecular Biology and Translational Science. 153, 321-341 (2018).
  4. Dai, C., et al. Implication of combined PD-L1/PD-1 blockade with cytokine-induced killer cells as a synergistic immunotherapy for gastrointestinal cancer. Oncotarget. 7 (9), 10332-10344 (2016).
  5. Schmidt-Wolf, I. G., et al. Use of a SCID mouse/human lymphoma model to evaluate cytokine-induced killer cells with potent antitumor cell activity. TheJournal of Experimental Medicine. 174 (1), 139-149 (1991).
  6. Introna, M., et al. Rapid and massive expansion of cord blood-derived cytokine-induced killer cells: an innovative proposal for the treatment of leukemia relapse after cord blood transplantation. Bone Marrow Transplantation. 38 (9), 621-627 (2006).
  7. Schmeel, L. C., et al. Cytokine-induced killer (CIK) cells in cancer immunotherapy: report of the international registry on CIK cells (IRCC). Journal of Cancer Research and Clinical Oncology. 141 (5), 839-849 (2015).
  8. Rutella, S., et al. Adoptive immunotherapy with cytokine-induced killer cells generated with a new good manufacturing practice-grade protocol. Cytotherapy. 14 (7), 841-850 (2012).
  9. Nausch, N., et al. NKG2D ligands in tumor immunity. Oncogene. 27 (45), 5944-5958 (2008).
  10. Gammaitoni, L., et al. Effective activity of cytokine-induced killer cells against autologous metastatic melanoma including cells with stemness features. Clinical Cancer Research. 19 (16), 4347-4358 (2013).
  11. Rettinger, E., et al. The cytotoxic potential of interleukin-15-stimulated cytokine-induced killer cells against leukemia cells. Cytotherapy. 14 (1), 91-103 (2012).
  12. Narayan, R., et al. Donor-derived cytokine-induced killer cell infusion as consolidation after nonmyeloablative allogeneic transplantation for myeloid neoplasms. Biology of Blood and Marrow Transplantation. 19, 1083 (2019).
  13. Castiglia, S., et al. Cytokines induced killer cells produced in good manufacturing practices conditions: identification of the most advantageous and safest expansion method in terms of viability, cellular growth and identity. Journal of Translational Medicine. 16 (1), 237 (2018).
  14. Bonanno, G., et al. Thymoglobulin, interferon-γ and interleukin-2 efficiently expand cytokine-induced killer (CIK) cells in clinical-grade cultures. Journal of Translational Medicine. 8, 129 (2010).
  15. Iudicone, P., et al. Interleukin-15 enhances cytokine induced killer (CIK) cytotoxic potential against epithelial cancer cell lines via an innate pathway. Human Immunology. 77 (12), 1239-1247 (2016).
  16. Liu, J., et al. Phenotypic characterization and anticancer capacity of CD8+ cytokine-induced killer cells after antigen-induced expansion. PLoS One. 12 (4), 0175704 (2017).
  17. Chen, D., et al. Cytokine-induced killer cells as a feasible adoptive immunotherapy for the treatment of lung cancer. Cell Death & Disease. 9 (3), 366 (2018).
  18. Tario, J. D. Monitoring cell proliferation by dye dilution: considerations for probe selection. Methods in Molecular Biology. 1678, 249-299 (2018).
  19. Last’ovicka, J., et al. Assessment of lymphocyte proliferation: CFSE kills dividing cells and modulates expression of activation markers. Cellular Immunology. 256 (1-2), 79-85 (2009).
  20. Yoshida, T., et al. Characterization of natural killer cells in tamarins: a technical basis for studies of innate immunity. Frontiers in Microbiology. 1, 1-9 (2010).

Play Video

Cite This Article
Hsiao, C., Chiu, Y., Chiu, S., Cho, D., Lee, L., Wen, Y., Li, J., Shih, P. Isolation and Expansion of Cytotoxic Cytokine-induced Killer T Cells for Cancer Treatment. J. Vis. Exp. (155), e60420, doi:10.3791/60420 (2020).

View Video