A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
نحدد بروتوكول تعداء لإنتاج خلايا قاتلة طبيعية لمستقبلات المستضد الخيمري (CAR-NK) التي تستهدف مسببات الأمراض الفطرية باستخدام نظام الينقولات Sleeping Beauty غير الفيروسي. لتقييم التنشيط الخاص بالمستضد ، قمنا بزراعة الخلايا المهندسة بأنابيب جرثومية Aspergillus fumigatus وقمنا بقياس إفراز IFN-γ.
أظهرت العلاجات الخلوية القائمة على مستقبلات المستضد الخيمري (CAR) فعالية رائعة في علاج الأورام الخبيثة الدموية. في الآونة الأخيرة ، يتم تطوير هذه العلاجات للأمراض المعدية ، ومع ذلك لا تزال الدراسات التي تستهدف الالتهابات الفطرية نادرة. لتحديد الأهداف المثلى وتحسين المنتجات الخلوية ، قمنا بتطوير طريقة لهندسة الخلايا القاتلة الطبيعية لمستقبلات المستضد الخيمرية (CAR-NK) وتقييم استجابتها للتحفيز بواسطة الفطريات. تصف هذه الورقة طريقة مباشرة وقوية لتوليد خلايا CAR-NK المصممة خصيصا للأهداف الفطرية باستخدام نظام ينقولات الجمال النائم غير الفيروسي. يتم نقل خلايا NK-92 مع الترانسبوزاز مفرط النشاط SB100X المتجه كدائرة صغيرة للحمض النووي (MC) جنبا إلى جنب مع ينقولات CAR مشفرة بالبلازميد. يتم تقييم كفاءة التعدي بعد أسبوع واحد باستخدام تحليل قياس التدفق الخلوي. قبل الاختبار الوظيفي ، يتم إثراء الخلايا التي تعبر عن الجينات المعدلة وراثيا باستخدام فرز الخلايا المنشطة مغناطيسيا وزراعتها لمدة أسبوع آخر. لتقييم التنشيط الخاص بالمستضد ، يتم زراعة الخلايا المهندسة بشكل مشترك مع أنابيب جرثومة الرشاشيات الدخانة لمدة 6 ساعات على الأقل. بعد ذلك ، يتم قياس تركيز الإنترفيرون جاما المفرز (IFN-γ) باستخدام مقايسة الممتز المناعي المرتبط بالإنزيم.
Aspergillus fumigatus (A. fumigatus) هو فطر منتشر في كل مكان ، حيث يستنشق الشخص العادي ما بين 100 و 1,000 كونيديا على أساسيومي 1. في المرضى الذين يعانون من نقص المناعة المكتسب أو الخلقي ، مثل أولئك الذين يخضعون للعلاج الكيميائي أو الذين يعانون من سرطان الدم ، يمكن أن يؤدي A. fumigatus إلى داء القلاب الغازي الشديد. في كل عام، يصاب أكثر من 200,000 شخص في جميع أنحاء العالم بداء الرشاشيات. على الرغم من استخدام مضادات الفطريات للوقاية والعلاج بمشتقات الآزول ، إلا أن معدل الوفيات لا يزال بين 30٪ و 95٪ 2،3. بالإضافة إلى ذلك ، فإن العلاج له آثار جانبية كبيرة ، و 7٪ من A. fumigatus المزارع مقاومة بالفعل للآزول4.
أظهر العلاج بالخلايا التائية المهندسة بمستقبلات مستضد الخيميرية (CAR) نجاحا سريريا في علاج الأمراض الخبيثة وحقق نتائج واعدة قبل السريرية في مكافحة الأمراض المعدية مثل داء الرشاشياتالغازي 5،6،7،8. أظهرت خلايا Af-CAR-T الموصوفة سابقا والتي تستهدف بروتينا في جدار الخلية ل A. fumigatus hyphae نتائج واعدة في النماذج قبل السريرية6.
إن انخفاض خطر الإصابة بمرض الكسب غير المشروع مقابل المضيف ، ومتلازمة إطلاق السيتوكين ، والسمية العصبية يجعل خلايا CAR-NK بديلا قيما لخلايا CAR-T كعلاج "جاهز" للعدوى الحادة9. بالإضافة إلى ذلك ، ثبت أن الخلايا القاتلة الطبيعية تلعب دورا مهما في الاستجابة المناعية المضادة للفطريات. عند تحفيزها باستخدام A. fumigatus ، تفرز الخلايا القاتلة الطبيعية السيتوكينات مثل IFN-ɣ والكيموكينات مثل CCL-3 و CCL-4 وتطلق حبيبات سامة للخلايا10،11.
يعد خط الخلايا NK-92 مصدرا شائعا للخلايا القاتلة الطبيعية للهندسة الوراثية ، حيث يوفر ميزة التكاثر والتوسع السريع في ظروف الاستزراع البسيطةنسبيا 12. أظهرت العديد من الدراسات قبل السريرية الإمكانات العلاجية لخلايا NK-92 المنقولة ب CAR في علاج كل من الأورام الدموية والأورام الصلبة. العديد من التجارب السريرية جارية للتحقيق في سلامتها وفعاليتها واستخدامها المحتمل كعلاج خلوي "جاهز"13.
يعد تحقيق كفاءات عالية في التعدي والتعبير المستقر للجينات المعدلة وراثيا في الخلايا القاتلة الطبيعية أمرا صعبا. في حين أن الطرق الفيروسية تعد بكفاءة عالية ، إلا أنها تنطوي على خطر حدوث طفرات في الإدخال مع تكوين الأوراماللاحق 9،14. يوفر أحدث جيل من ناقلات الينقولات Sleeping Beauty (SB) نظاما آمنا وقويا وقابلا للتطبيق اقتصاديا لنقل الجينات المستقر ، والتغلب على قيود طرق توصيل الجينات الفيروسية والعابرةغير الفيروسية 15.
لذلك ، يحدد هذا البروتوكول منهجية جديدة لتوليد خلايا Af-CAR-NK-92 ، والتي يمكن أن تكون بمثابة خيار علاجي "جاهز" للمرضى الذين يعانون من داء الرشاشيات الغازي الذي يهدد الحياة. تتجلى فعالية هذا النهج من خلال زيادة إنتاج IFN-ɣ عند التحفيز باستخدام A. fumigatus خيوط.
يجب إجراء جميع التجارب الموضحة هنا في ظل ظروف معقمة. في هذا البروتوكول ، نعرض شرطين: (I) تعداء وهمي بدون DNA يعمل كعنصر تحكم و (II) تعداء CAR باستخدام Af-CAR6 الموصوف سابقا. يحتوي بلازميد Af-CAR على تسلسل مستقبلات عامل نمو البشرة المقطوع (EGFRt) في اتجاه مجرى CAR ، والذي سيتم استخدامه كعلامة تعدي (الشكل التكميلي S1). لكل حالة ، يلزم وجود 4 × 106 خلايا NK-92.
1. زراعة خلايا NK-92
2. تعداء غير فيروسي
3. التحقق من كفاءة التعدي باستخدام قياس التدفق الخلوي
4. إثراء الخلايا التي تعبر عن الجينات المعدلة وراثيا عن طريق فرز الخلايا المنشطة مغناطيسيا (MACS)
ملاحظة: للحصول على أفضل النتائج ، ابدأ البروتوكول ب 8-10 × 106 خلايا. يتم تنفيذ جميع خطوات الطرد المركزي عند 4 درجات مئوية.
5. الاختبار الوظيفي
ملاحظة: بالنسبة للتجربة القادمة، قم بإعداد الوسيط التالي واستخدامه: RPMI + 20٪ FBS.
تستغرق العملية الكاملة لتوليد خلايا Af-CAR NK-92 ، بما في ذلك التعداء والاستعادة والتخصيب والتوسع ، حوالي 14 يوما. بعد التعدي ، يتم زراعة الخلايا وانقسامها كل يومين. قد تنخفض صلاحية الخلية خلال الانقسام الأول بعد يومين من التعدي. عادة ، تتعافى الخلايا بعد 4 أيام من التعدي وتبدأ ...
يوفر البروتوكول المقدم طريقة بسيطة وموثوقة لإنشاء خلايا CAR-NK التي تستهدف مسببات الأمراض الفطرية باستخدام نظام ينقولات الجمال النائم غير الفيروسي. تسمح هذه الطريقة بإدخال الجينات المعدلة وراثيا الكبيرة بشكل مستقر ودائم ، مما يتيح توسيع الخلايا للحصول على الكميات اللاز?...
م.ح.: مخترع في طلبات براءات الاختراع ومنح براءات اختراع متعلقة بتكنولوجيا CAR ، مرخصة جزئيا للصناعة. المؤسس المشارك ومالك الأسهم T-CURX GmbH ، فورتسبورغ. المتحدث الأكريمي: BMS ، Janssen ، Kite / Gilead ، Novartis. دعم البحث: BMS. أبلغ إم بي عن دعم السفر من شركة الأدوية "Eli Lilly and Company" ، وهو أمر لا علاقة له بهذه الدراسة. المؤلفون الآخرون ليس لديهم أي تضارب في المصالح.
تم توفير التمويل والدعم للمشروع من قبل مؤسسة فيلهلم ساندر ، والمشروع 2020.017.1 إلى M.H. ، و J.L. ؛ Deutsche Forschungsgemeinschaft (مركز البحوث التعاونية / Transregio 124 الفطريات المسببة للأمراض ومضيفها البشري: شبكات التفاعل - FungiNet ؛ المشروع A8 إلى MH و H.E.).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
15 ML conical bottom tubes | Greiner Bio-One | 188271 | PP, 17/120 MM, CELLSTAR, STERILE |
50 ML conical bottom tubes | Greiner Bio-One | 227270 | PP, 30/115 MM, CELLSTAR, STERILE |
6-and 96-Well- Cell culture plate | Corning Inc. LifeSciences | 83-3736/ 83-3474 | TC-treated Multiple Well Plates, Flat bottoms, Treated for optimal cell attachment, Sterilized by gamma irradiation, Nonpyrogenic |
7-AAD (7-Aminoactinomycin D) | BD Biosciences | 559925 | eady-to-use nucleic acid dye for the exclusion of nonviable cells in flow cytometric assays |
Alexa Fluor 647 anti-human EGFR Antibody | Biolegend | 352918 | Clone AY13 |
Anti-Biotin MicroBeads UltraPure | Miltenyi Biotec | 130-105-637 | UltraPure MicroBeads conjugated to monoclonal mouse anti-biotin antibodies |
Aspergillus fumigatus | ATCC | 46645 | |
Biosphere Filter Tips (20 and 100 μL) | Sarstedt | 70.3030.365 / 70.3030.275 | |
Dulbecco′s Phosphate Buffered Saline (PBS) | Sigma-Aldrich | D8537 | Modified, without calcium chloride and magnesium chloride, liquid, sterile-filtered, suitable for cell culture, endotoxin, tested |
ELISA MAX Deluxe Set Human IFN-γ | Biolegend | 430104 | |
Ethylenediaminetetraacetic acid disodium salt solution (EDTA) | Sigma-Aldrich | E7889 | for molecular biology, 0.5 M in H2O, DNase, RNase, NICKase and protease, none detected, 0.2 μm filtered. |
FACS clean | BD Biosciences | 340345 | |
FACS Flow Sheath Fluid | BD Biosciences | 342003 | |
FACS Rinse Solution | BD Bioscience | 340346 | |
Fetal Bovine Serum (FBS) | Sigma-Aldrich | F7524 | sterile-filtered, suitable for cell culture, heat inactivated before use |
Gibco, MEM α, nucleosides | Thermofisher Scientific | 22571020 | Phenol Red, Ribonucleosides, Deoxyribonucleosides, Sodium Bicarbonate |
Horse serum | Thermo Fisher Scientific | 16050122 | Sterile-filtered, heat inactivated before use |
Human IL-2 IS, research grade | Miltenyi Biotec | 130-097-742 | Research grade. The ED50 is ≤0.3 ng/mL, corresponding to an activity of ≥3 × 106 IU/mg. |
Ionomycin | Sigma-Aldrich | I0634-1MG | from Streptomyces conglobatus, used as positive control for cytokine secretion |
L-Glutamine | Sigma-Aldrich | W368401 | For cell culture |
MACS LS Column | Miltenyi Biotec | 130-042-401 | Columns and plungers, sterile packed |
NK-92 | DSMZ | ACC 488 | |
Neon Transfektionssystem 100 μL-Kit | Thermo Fisher Scientific | MPK10096 | Resuspension Buffer R, Electrolytic Buffer E2, 100 μL Neon Tips, Neon Electroporation Tubes |
Phorbol-12-myristat-13-acetat (PMA) | Sigma-Aldrich | P1585-1MG | used as positive control for cytokine secretion |
Polystyrene round-bottom tube, 5 mL | BD Bioscience | S-452400 | used for flow cytometry |
Reaction tube, 1.5 ML | Greiner Bio-One | 7,26,90,001 | PP, transparent, cap attached, with injected graduation. Sterilized before use. |
RPMI 1640 Medium, GlutaMAX | Thermo Fisher Scientific | 72400021 | GlutaMax I, Phenol Red, HEPES, Sterile-filtered |
TipOne 1000 μL XL Graduated Filter Tip | StarLab | S1122-1730 | |
Equipment | |||
BD FACSCalibur | BD Bioscience | ||
CO2 Incubator C60 | Labotect | ||
Heraeus Multifuge 3SR | Thermo Scientific | ||
HydroFLEX microplate washer | Tecan | ||
NanoQuant Infinite M200 Pro | Tecan | ||
Neon Transfection System | Invitrogen | ||
Pipettes | Eppendorf | ||
Quadro MACS Separator | Miltenyi Biotec |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionExplore More Articles
This article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved