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Method Article
Generación de linfocitos T de madre pluripotentes inducidas (iPS) a las células da un enfoque alternativo de la utilización de células madre embrionarias para células T basada en la inmunoterapia. El método muestra que mediante la utilización de cualquiera In vitro O En vivo Sistema de inducción, las células iPS son capaces de diferenciarse en los linfocitos T, tanto convencionales como antígeno específico.
La transferencia de células adoptivo (ACT) de antígenos específicos de células CD8 + linfocitos T citotóxicos (CTL) es un tratamiento prometedor para una variedad de tumores malignos 1. CTL puede reconocer las células malignas mediante la interacción con los antígenos tumorales receptores de células T (TCR), y citotoxinas liberación de citoquinas, así como para matar las células malignas. Se sabe que menos disociados y central-memoria como-(denominado altamente reactivo) CTL son la población óptima para ACT basado en inmunoterapia, porque estos CTL tienen un potencial proliferativo alta, son menos propensos a la apoptosis que las células más diferenciadas y tienen un mayor capacidad para responder a las citoquinas homeostáticos 2-7. Sin embargo, debido a las dificultades en la obtención de un elevado número de linfocitos T citotóxicos tales de los pacientes, hay una necesidad urgente de encontrar un nuevo enfoque para generar altamente reactivos Ag-CTLs específicos para el éxito a base de ACT-terapias.
TCR transducción del vástago auto-renovablecélulas para la reconstitución inmune tiene un potencial terapéutico para el tratamiento de enfermedades 8-10. Sin embargo, el enfoque para obtener células madre embrionarias (CME) de los pacientes no es factible. Aunque el uso de células madre hematopoyéticas (HSC) con fines terapéuticos ha sido ampliamente aplicado en la clínica de 11-13, las CMH se han reducido la capacidad de diferenciación y proliferación, y las CMH son difíciles de crecer en cultivo celular in vitro 14-16. La tecnología reciente de células iPS y el desarrollo de un sistema in vitro para la entrega de genes son capaces de generar células iPS de pacientes sin ningún tipo de abordaje quirúrgico. Además, como CME, las células iPS poseen la capacidad proliferativa indefinida in vitro, y se ha demostrado que se diferencian en células hematopoyéticas. De este modo, las células iPS tienen un mayor potencial para ser utilizado en el ACT basado en inmunoterapia en comparación con los CES o HSCs.
Aquí, se presentan métodos para la generación de linfocitos Tcitos de las células iPS in vitro y en vivo de la programación de antígenos específicos de linfocitos T citotóxicos de las células iPS para la promoción de la vigilancia del cáncer inmunológico. La estimulación in vitro con un ligando muesca impulsa la diferenciación de células T a partir de células iPS, y TCR resultados de transducción de genes en células iPS diferenciadores en antígenos específicos de células T in vivo, lo cual impide el crecimiento del tumor. De este modo, demostramos antígeno específico de la diferenciación de células T a partir de células iPS. Nuestros estudios proporcionan un enfoque potencialmente más eficientes para la generación de antígenos específicos de linfocitos T citotóxicos para las terapias basadas en ACT y facilitar el desarrollo de estrategias terapéuticas para las enfermedades.
1. Cultivo Celular
2. En Programación in vitro
3. En Programación in vivo
4. Los resultados representativos
CD3 y TCRβ se utilizan como marcadores de Tcélulas. Para determinar si la estimulación de las células iPS con la muesca DL1 ligando podría contribuir a la diferenciación de células T, se evaluó la expresión de CD3 y + TCRβ en iPS células derivadas de células, y la expresión más analizado de CD4 y CD8, apertura de puerta en CD3 + y + TCRβ población. Como se muestra aquí, el día 22, CD3 + CD4 + TCRβ - CD8 + individuales positivos (SP) las células T se generaron a partir de células iPS in vitro. Además, los derivados de células iPS células SP-fueron capaces de producir IL-2 y IFN-γ cuando se estimulan in vitro mediante la placa recubierta con anti-CD3 y CD28 solubles anticuerpos anti-(fig. 2), lo que sugiere las iPS derivadas de células Las células T son funcionales.
Después de la transferencia adoptiva en ratones receptores, la mayoría de TCR-gen células transducidas iPS sometió a la diferenciación en células CD8 + CTL, que respondían a la estimulación in vitro de péptido por síhormigonado de IL-2 y IFN-γ (fig. 3). Lo más importante es la transferencia adoptiva de TCR-transduced células iPS provocado la infiltración de linfocitos T citotóxicos OVA-reactivas en los tejidos tumorales y animales protegidas del reto tumoral (Fig. 5-6). Por lo tanto, el gen TCR transducidas células iPS pueden diferenciarse en funcionales específicas de antígeno-CTL in vivo.
Figura 1. Morfología de diferenciación de las células iPS. En varios días, las células iPS de ratón fueron co-cultivadas con OF9-DL1 células en α-MEM suplementado con 20% de FCS y 2,2 g / l de bicarbonato de sodio en presencia de 5 ng / ml mFlt3L y 1 ng / ml de mIL-7 .
Figura 2. Diferenciación de las células T a partir de células iPS. Ratones células iPS fueron co-cultivadas con OF9-DL1 células como se describe en la Figura 1. En el díaay 22, derivadas de células iPS células se aislaron y analizaron. A) CD4 + CD8 - o CD4 - CD8 + después de la inyección en CD3 + y + TCRβ poblaciones. B) Las células se estimularon con la placa revestida con anti-CD3 y anti-CD28 soluble anticuerpos durante 5 horas a 37 ° C en 5% de CO 2. IL-2 e IFN-γ-fueron analizados por tinción intracelular, después de la inyección en células CD4 en vivo - linfocitos T CD8 +.
Figura 3. Antígeno CD8 + específicas de desarrollo de células T a partir de células iPS en vivo. OT-I-gen TCR transducidas células iPS fueron inyectados iv en ratones C57BL / 6. Después de seis a diez semanas, OVA-CD8 + específicas Vβ5 + desarrollo de células T se determinó. A) CD8 + Vβ5 + células T de LN agrupados y el bazo fueron analizadas por citometría de flujo, después de la inyección en CD8 poblaciones +. B) la IL-2 e IFN-γ producción (líneas oscuras, áreas sombreadas corresponden a controles de isotipo) se determinaron por tinción intracelular de citoquinas, después de la inyección en los CD8 + + Vβ5 poblaciones. C) En vivo proliferación / citotoxicidad del ensayo. CFSE alta (picos de la derecha) y he aquí CFSE (picos de izquierdas) las células diana fueron pulsadas con OVA 257-264 péptido y el control, respectivamente, y se inyectaron en ratones diez semanas después de la transferencia de células iPS o un día después de que la transferencia de OT-CTL.
La transferencia de la figura 4. Adoptivo de OT-I gen TCR-transduced células iPS suprime el crecimiento tumoral. OT-I-gen TCR transducidas células iPS fueron trasladados adoptiva en ratones C57BL / 6. Un grupo de ratones fue inyectado con OVA-reactiva células T CD8 + de OT-I TCR ratones transgénicos, y un grupo de ratones no tenía la transferencia de células. Después de seis semanas, ya sea o el día siguiente después de la transferencia de células, los ratones fueron sometidos a desafiar con las células tumorales E. G-7. El día 20, las células tumorales en la cavidad peritoneal se enumeran.
IPS Figura 5. Derivado de células antígeno-específica CTL infiltrarse en los tejidos tumorales. En el día 30 a 35 después del desafío del tumor, los tejidos tumorales fueron examinados para el tumor reactiva infiltración de células T. A) H & E tinción. Las células inflamatorias infiltrado en los tejidos tumorales (↓). B) Marcaje inmunohistoquímico. OVA específica Vα2 CTL + (rojo) se infiltraron en OVA-que expresan los tejidos tumorales (verde). C) Single-suspensiones de células de los tejidos tumorales se analizaron para la expresión de Vα2 + y + Vβ5 por citometría de flujo, después de la inyección en la población CD8 +.
Figura 6. La transferencia adoptiva de OT-I gen TCR-transduced células iPS sostiene supervivencia de los ratones. OVA gen TCR-transduced células iPS fueron trasladados adoptiva en ratones C57BL / 6 que fueron sometidos a desafío con E. células tumorales del G-7 como se describe en la figura. 4. Supervivencia de los ratones el día 50 fue mostrado por las curvas de supervivencia Kaplan-Meier (n = 6).
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Para ACT terapias basadas en la generación in vitro de un gran número de Ag altamente reactivos específicos de las células T in vivo para la re-perfusión es una solución óptima. Aunque nuestro método in vitro da lugar funcional de las células T a partir de células iPS, un gran número de células iPS derivadas de las células mueren en cuatro semanas, sobre todo en la cuarta semana. Se concluye que las señales de supervivencia de señalización Notch mediada por el DL1 así co...
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No hay conflictos de interés declarado.
Agradecemos al Dr. Shinya Yamanaka (Universidad de Kyoto) para proporcionar iPS-MEF-Ng-20D-17 línea celular, el Dr. Darío Vignali (Hospital St. Jude Childrens Research) para apoyar la OT1-2A • pMig II construcción, el Dr. Juan Carlos Zúñiga Pflucker (Departamento de Inmunología de la Universidad de Toronto) para el apoyo a la línea celular OP9-DL1, y el Dr. Kent Vrana E (Departamento de Farmacología de la Universidad de Penn State College of Medicine) para ayudar al diseño de este estudio. Este proyecto está financiado, en virtud de concesiones con el número de concesión K18CA151798 del Instituto Nacional del Cáncer, la Fundación Barsumian y el Melanoma Research Foundation (canción J.).
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
Nombre del reactivo | Empresa | Número de catálogo | |
C57BL/6J ratones | Jackson Laboratory | 000664 | |
B6.129S7-Rag1 tm1Mom / J | Jackson Laboratory | 002216 | |
Anti-CD3 (2C11) anticuerpo | BD PharMingen | 553058 | |
Anti-CD28 (37,51) de anticuerpos | BD PharMingen | 553295 | |
Anti-CD3 (17A2) de anticuerpos | BioLegend | 100202 | |
Los anti-CD4 (GK1.5) de anticuerpos | BioLegend | 100417 | |
Anti-CD8 (53-6,7) de anticuerpos | BioLegend | 100714 | |
Anti-CD25 (3C7) de anticuerpos | BioLegend | 101912 | |
Unti-CD44 (1M7) de anticuerpos | BioLegend | 103012 | |
Anti-CD117 (2B8) de anticuerpos | BioLegend | 105812 | |
Anti-TCR-β (H57597) de anticuerpos | BioLegend | 109220 | |
Anti-IL-2 (JES6-5H4) anticuerpo | BioLegend | 503810 | |
Anti-IFN-γ (XMG1.2) de anticuerpos | BioLegend | 505822 | |
DMEM | Invitrogen | ABCD1234 | |
α-MEM | Invitrogen | A10490-01 | |
FBS | HyClone | SH3007.01 | |
Un Brefeldin | Sigma | B7651 | |
Polybrene | Sigma | 107689 | |
GeneJammer | Integrado de Ciencias | 204130 | |
ARN kit | Qiagen | 74104 | |
ADN kit | Qiagen | 69504 | |
CD8 kit de aislamiento | Miltenyi Biotec | 130-095-236 | |
Tampón de lisis ACK | Lonza | 10-548E | |
mFlt-3L | PeproTech | 250-31L | |
mIL-7 | PeproTech | 217-17 | |
Gelatina | Sigma | G9391 | |
FITC anti-OVA anticuerpo | Rockland Immunochemicals | 200-4233 | |
Permeabilización de amortiguación | BioLegend | 421002 | |
BSA | Sigma | A7906 | |
Formaldehído | Sigma | F8775 | |
0,4 m de filtro | Millipore | ||
MoFlo clasificador de células | Dake Cytomation | ||
Calibur citómetro de flujo | BD | ||
LSR II citómetro de flujo | BD | ||
Ratón inmovilización | Braintree Científico |
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