Method Article
Dieses Papier beschreibt eine einfache Technik, um Alloantigen-spezifische Anergie in humanen peripheren mononukleären Zellen zu induzieren. Die Technik kann klinisch angewendet werden, um nicht alloreaktive Spenderzellen zu generieren. Infusion dieser Zellen verbessern könnte Immunrekonstitution und reduzieren Toxizität nach allogener Stammzelltransplantation.
Allogene hämatopoetische Stammzelltransplantation (AHSCT) bietet die beste Chance auf Heilung für viele Patienten mit angeborenen und erworbenen hämatologischen Erkrankungen. Leider kann die Transplantation von alloreaktive Spender T-Zellen, die erkennen und Schäden gesunden Patienten Gewebe in Graft-versus-Host Disease (GvHD) 1 führen. Eine Herausforderung für eine erfolgreiche AHSCT ist die Vermeidung von GvHD ohne zugehörige Beeinträchtigung der vorteilhaften Wirkungen von Spender-T-Zellen, insbesondere Immunrekonstitution und Rezidivprophylaxe. GvHD kann durch nicht-spezifische Depletion von Spender-T-Zellen aus Stammzellen Transplantate oder durch die Verabreichung von pharmakologischen Immunsuppression verhindert werden. Leider sind diese Ansätze erhöhen Infektion und Erkrankung Rückfall 2-4. Eine alternative Strategie besteht darin, selektiv führen alloreaktive Spender-T-Zellen nach allostimulation durch den Empfänger Antigen-präsentierende Zellen (APC) vor der Transplantation. Frühe klinische Studien mit diesen allodepletion Strategien verbessert Immunrekonstitution nach HLA-übereinstimmenden HSCT ohne Selbstbeteiligung GvHD 5, 6. Allerdings verlangen einige allodepletion Techniken spezialisiert Empfänger APC Produktion 6, 7 und einige Ansätze können off-target-Effekte, einschließlich Abbau von Spender-Erreger-spezifische T-Zellen 8 und CD4 T regulatorischen Zellen 9. Ein alternativer Ansatz ist die Inaktivierung von alloreaktive Spender T-Zellen über die Induktion von Alloantigen-spezifische Immunantwort. Dies ist durch die Stimulierung Spenderzellen mit Empfänger APC erreicht und gleichzeitig Blockade des CD28-vermittelten Ko-Stimulation Signale 10. Diese "alloanergization"-Ansatz reduziert Alloreaktivität um 1-2 logs unter Beibehaltung pathogen-und Tumor-assoziiertes Antigen T-Zell-Antworten in vitro 11 . Die Strategie ist erfolgreich in 2 abgeschlossen und 1 laufenden klinischen Pilotstudien, in denen alloanergized Spender T-Zellen während oder nach der HLA-übereinstimmenden HSCT was zu einer schnellen Wiederherstellung des Immunsystems, Infektionen wenige und weniger schwere akute und chronische GvHD als historische Kontrolle Empfänger infundiert wurden eingesetzt unmanipulierten HLA-übereinstimmenden Transplantation 12. Hier beschreiben wir unsere aktuelle Protokoll für die Erzeugung von peripheren mononukleären Blutzellen (PBMC), die HLA-übereinstimmenden unabhängig Stimulator PBMC wurden alloanergized. Alloanergization wird durch allostimulation in Gegenwart von monoklonalen Antikörpern gegen die Liganden erreicht B7.1 und B7.1 nach CD28-vermittelten Kostimulation zu blockieren. Diese Technik erfordert nicht die Herstellung von spezialisierten Stimulator APC und ist einfach durchzuführen und erfordert nur einen einzigen und relativ kurze ex vivo Inkubationsschritt. Als solcher kann der Ansatz leicht standardisiert für den klinischen Einsatz zur Spender-T-Zellen mit reduzierter Alloreaktivität, jedoch unter Beibehaltung pathogen-spezifische Immunität für adoptiven Transfer in der Einstellung der AHSCT zu Immunrekonstitution ohne übermäßige GvHD zu verbessern generieren.
1 ist. Vorbereitung der PBMC
2. Einrichten der Bulk Alloanergizing Co-Kultur
3. Einrichten des Bulk-Control-Co-Kultur
4. Einrichten des primären gemischten Lymphozyten-Reaktion (MLR), um die Wirksamkeit von Co-stimulatorische Blockade Measure
5. Einrichten des sekundären MLR, die Wirksamkeit von Alloanergization Measure
6. Die Messung der Spezifität der Alloanergization
7. Mess-Proliferation in der primären und sekundären MLR
8. Die Berechnung der Wirksamkeit von Co-stimulatorische Blockade in der primären MLR
9. Die Berechnung der Wirksamkeit von Alloanergization in den sekundären MLR
Die PI von sekundären alloresponses wird wie folgt berechnet
10. Die Berechnung der Spezifität der Alloanergization in den sekundären MLR
11. Generieren Alloanergized Donor PBMC für den klinischen Einsatz nach einer allogenen hämatopoetischen Stammzelltransplantation (HSCT)
12. Repräsentative Ergebnisse
Mit HLA-übereinstimmenden Stimulator und Responder PBMC, die Anwesenheit von kostimulatorischen Blockade in der primären MLR reduziert bedeuten alloproliferation der Responder PBMC an Tag 5 bis ca. 30% (+ / - 10%, Mittelwert + / - Standardabweichung), die gesehen in Kontrolle primäre MLR in Abwesenheit des kostimulatorischen Blockade. Dies entspricht einer mittleren Hemmung der primären alloproliferation von rund 70% (+ / - 10%) bei D5, Abbildung 1 A und B.
In der sekundären MLR an Tag 5, FP alloproliferation von alloanergized PBMC in der Regel 10-15% (+ / - 10%), die mit Kontroll-PBMC entspricht einer mittleren Hemmung der Proliferation von 85-90% (sehen + / - 10 %), Abbildung 2A und B. Dies zeigt, dass alloanergized PBMC hyporesponsive zu FP allostimulators sind.
Im Gegensatz alloanergized PBMC behalten typischerweise 70-100% ihrer Verbreitung auf Mitogene (CD3/CD28 Antikörper), TP allostimulators und CMV-Lysat (in CMV-reaktive Geber). Dies zeigt, dass hyporesponsive von alloanergized PBMC ist spezifisch für FP Alloantigene.
Abbildung 1. A. Proliferation (bestimmt durch Thymidin) in einer primären gemischten Lymphozyten-Reaktion mit HLA-übereinstimmenden Stimulator und Responder peripheren mononukleären Blutzellen (PBMC) in Abwesenheit oder Anwesenheit von kostimulatorischen Blockade mit humanisierten monoklonalen anti-B7.1 und B7.2- Antikörper. Die Ergebnisse werden als Mittelwert (+ /-SD) für 8 repräsentativen Experimenten unter Verwendung der einzigartigen Stimulator-Responder-Paare dargestellt. B. Prozentuale Hemmung der alloproliferation in primäre MLR in Anwesenheit von kostimulatorischen Blockade mit humanisierten monoklonalen anti-B7.1 und B7.2-Antikörper durchgeführt. Die Ergebnisse werden als Mittelwert (+ /-SD) für den gleichen 8 einzigartige Stimulator-Responder-Paare in Abbildung 1A dargestellt gezeigt.
Abbildung 2. A. Proliferation (bestimmt durch Thymidin) in sekundäre MLR, wo Responder PBMC aus primären MLR in Abwesenheit (Kontrolle PBMC) oder die Anwesenheit von kostimulatorischen Blockade (alloanergized PBMC) durchgeführt mit bestrahlten erste Partei Stimulatoren restimuliert sind. Die Ergebnisse werden als Mittelwert (+ /-SD) für die 8 einzigartige Stimulator-Responder-Paare in Abbildung 1 dargestellt angezeigt. B. Prozentuale Hemmung der First Party alloproliferation in sekundäre MLR, wo Responder PBMC aus primären MLR in Abwesenheit (Kontrolle PBMC) oder die Anwesenheit von kostimulatorischen Blockade (alloanergized PBMC) durchgeführt mit bestrahlten erste Partei Stimulatoren restimuliert sind. Die Ergebnisse werden als Mittelwert (+ /-SD) für die 8 einzigartige Stimulator-Responder-Paare in Abbildung 1 und Abbildung 2A dargestellt gezeigt.
Die Induktion von Alloantigen-spezifische Immunantwort, oder Anergie, in Spender PBMC über allostimulation in Anwesenheit von kostimulatorischen Blockade ist eine einfache Technik für die Erzeugung von Spender PBMC mit reduzierter Alloreaktivität. Wir haben den Prozess im Labor entwickelt und werden derzeit die Anwendung der Strategie in die Klinik, um Spender PBMC mit reduzierter Alloreaktivität für Infusion nach HLA-übereinstimmenden allogene Stammzelltransplantation zu generieren. Das Ziel des Einsatzes dieser Therapie ist es, Immunrekonstitution ohne übermäßige Toxizität zu verbessern. Obwohl unsere aktuellen klinischen Anwendung der Strategie, um die Einstellung der allogenen HSCT begrenzt ist, könnte der Ansatz auch auf andere Situationen, in denen Gewebeschäden durch unerwünschte T-Zell-Antworten, wie die Ablehnung einer soliden Organtransplantation oder Autoimmunerkrankungen verursacht wird, angewendet werden.
Mehrere Reagenzien für Blockade des CD28-vermittelten kostimulatorische Signale während der alloanergization Co-Kultur eingesetzt werden. Hier beschreiben wir unsere aktuellen Protokoll mit klinisch-grade humanisierte monoklonale Antikörper gegen den Liganden von CD28 (B7.1 und B7.2) gerichtet. Nicht-klinische grade murine anti-human B7.1 und B7.2 Antikörper sind im Handel von verschiedenen Herstellern erhältlich. Alternativ kann das Fusionsprotein zytotoxische T-Lymphozyten Antigen (CTLA) 4-Immunglobulin (Ig) verwendet werden, um CD28-Kostimulation während der alloanergization Prozess blockieren. CTLA4-Ig, der aus den extrazellulären Teil des CTLA4 Molekül im Zusammenhang mit dem IgG Fc-gamma Rezeptor besteht, bindet mit hoher Affinität an B7.1 und B7.2. Die Verwendung von CTLA4-Ig Ergebnisse in eine ähnliche Wirksamkeit und Spezifität der alloanergization von humanen PBMCs.
Die Technik der alloanergization ist einfach durchzuführen. Frische oder zuvor kryokonservierten Stimulator PBMCs mit keine signifikanten Unterschiede in den Ergebnissen des Prozesses verwendet werden. Die Forderung nach nur einem relativ kurzen ex vivo Inkubationsschritt ohne cell sorting Verfahren minimiert Potenzial für Zelltod und Bakterienbefall der Zellen vor der Infusion, die die Strategie relativ einfach zu einem klinischen Maßstab gelten lässt.
Eine Einschränkung der Ansatz, den wir beschreiben (und andere Ansätze zur selektiven Reduktion Alloreaktivität von menschlichen Zellen) ist das Fehlen einer Echtzeit-Test, um restliches Alloreaktivität bestimmen. Proliferationstests nehmen 3-5 Tage durchführen, um die Reduktion von Alloreaktivität und Zellen für die klinische Anwendung generiert bestätigen müssen, bevor die Ergebnisse dieser Tests zur Verfügung stehen infundiert werden. Darüber hinaus Messung der Proliferation von PBMCs von Thymidin, obwohl leicht durchzuführen, Maßnahmen Proliferation von B-Zellen und anderen Zellen-Untergruppen zusätzlich zu T-Zell-Proliferation. CFSE Farbstoffverdünnungskurve der Responder PBMCs kann als eine alternative Assay verwendet werden und ermöglicht die Bestimmung von T-Zell-Untergruppe-spezifische alloproliferation. Eine Möglichkeit, die klinische Anwendung unserer Strategie-Ansatz zu verbessern wäre, die Entwicklung und Validierung eines Assays von Alloreaktivität, dass nur wenige Stunden in Anspruch, die vor durchgeführt werden könnten, um von alloanergized Zellen für die klinische Anwendung Release dauert.
Neben dem Nachweis der efficiacy der Strategie ist es auch wichtig, um die Spezifität alloanergization zu bestätigen. Dies kann leicht durch Bestimmung der relativen Erhaltung der alloresponses spezifischen Dritter allostimulators und wenn CMV-reaktive Spenderzellen werden alloanergized getan werden, um den Erhalt der proliferativen Reaktionen auf CMV
Durch die National Institutes of Health (U19 CA100625 und R21 CA137645) unterstützt. JKD wurde von der Leukemia & Lymphoma Society und der American Society of Blood and Marrow Transplantation / OtsukaNew Investigator Award unterstützt.
Name des Reagenz / Equipment Unternehmen Katalog-Nummer Kommentare (optional)
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Ficoll-Hypaque PLUS | GE Life Sciences | 17-1440-02 | |
RPMI 1640 | Invitrogen | 11875-093 | |
Hepes 1M | Invitrogen | 15630-080 | |
L-Glutamin 200 mM | Invitrogen | 25030-081 | |
Gentamicin | Invitrogen | 15750-060 | |
Human AB-Serum (Hitze inaktiviert) | Gemini Bio-Produkte | 100-512 | Verwenden Sie validierte Chargen |
Komplette Culture Media (500ml) | 440ml RPMI 1640, 50ml AB-Serum, 5 ml Hepes, 5 ml Glutamin, 167uL Gentamicin | ||
Irradiator | Gammacell 1000 | ||
T-25 Zellkulturflaschen mit gasdurchlässigen caps | Corning, Inc. | 3056 | |
Humanisierter monoklonaler Anti-B7.1 und B7.2 anti-Antikörper | Siehe Protokoll Text | ||
U Talsohle 96-Well-Kulturplatten | BD Labware | 353077 | |
Monoklonale Antikörper CD3 | Beckman Coulter | IM0178 | Lösen Sie mit 200ml destilliertem Wasser |
Monoklonale Antikörper CD28 | Beckman Coulter | IM1376 | Lösen Sie mit 200ml destilliertem Wasser |
CMV-Klasse 2-Antigen | Microbix | EL-01 bis 02 | |
Tritiiertem Thymidin | NEN | NET027 | |
Szintillationsflüssigkeit | PerkinElmer, Inc. | 1205-440 | |
Harvester | Tomtec | ||
Printed Filtermat A | PerkinElmer, Inc. | 1450-421 | |
Filter Bag | PerkinElmer, Inc. | 1450-432 | |
1450 MicroBeta Szintillationscounter Trilux | Wallac |
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