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Method Article
Este protocolo proporciona un flujo de trabajo optimizado para generar y probar células T reguladoras del receptor de antígeno quimérico humano (CAR Tregs).
La terapia de células T con receptor de antígeno quimérico (CAR) ha remodelado la cara del tratamiento del cáncer, lo que ha llevado a tasas de remisión récord en cánceres hematológicos previamente incurables. Estos éxitos han estimulado el interés en adaptar la plataforma CAR a un subconjunto pequeño pero fundamental de células T CD4+ responsables principalmente de regular e inhibir la respuesta inmunitaria, las células T reguladoras (Tregs). La capacidad de redirigir la actividad inmunosupresora de las Tregs a cualquier objetivo extracelular tiene enormes implicaciones para la creación de terapias celulares para enfermedades autoinmunes, rechazo de trasplantes de órganos y enfermedad de injerto contra huésped. Aquí, describimos en detalle las metodologías para el aislamiento de Treg de buena fe a partir de sangre periférica humana, la modificación genética de Tregs humanas utilizando lentivirus o CRISPR/Cas9 asistida por knock-in utilizando la entrega de plantillas de reparación dirigida homóloga (HDR) mediada por virus adenoasociados, y la expansión ex vivo de Tregs CAR humanas estables. Por último, describimos la evaluación de la estabilidad fenotípica de las Treg CAR humanas y la función supresora in vitro , que proporciona información sobre cómo se comportarán las Treg CAR humanas en aplicaciones preclínicas y clínicas.
Las terapias de células T con receptores de antígenos quiméricos (CAR) han revolucionado el tratamiento de las neoplasias malignas hematológicas, logrando tasas de remisión notablemente altas en cánceres previamente intratables 1,2. Los resultados preliminares alentadores del uso de células T con CAR para tratar el glioblastoma 3,4,5 destacan la versatilidad y el potencial futuro de la tecnología CAR para tratar una amplia gama de neoplasias malignas. A medida que el campo explora nuevas aplicaciones de los CAR, las células T reguladoras (Tregs) han surgido como un tipo de célula prometedor. Las Tregs desempeñan un papel crucial en el mantenimiento de la homeostasis inmunitaria y en la regulación de las respuestas inmunitarias a través de varios mecanismos, como el secuestro de IL-2, la secreción de citocinas inmunosupresoras y la modulación de las células presentadoras de antígenos 6,7.
Con la tecnología CAR, las Tregs podrían aprovecharse para el tratamiento del rechazo de trasplantes de órganos, enfermedades autoinmunes y trastornos inflamatorios como alergias y asma 6,8,9. Las Tregs con CAR podrían conducir a mejoras significativas en los resultados y la calidad de vida de los pacientes al reducir el uso de fármacos inmunosupresores, que inhiben el sistema inmunitario en su conjunto y se asocian con efectos secundarios nocivos10,11. Los modelos preclínicos han mostrado resultados prometedores en la traducción de la tecnología CAR a Tregs, con aplicaciones exitosas en enfermedades como la diabetes tipo 1, la esclerosis múltiple, la enfermedad de injerto contra huésped y la enfermedad inflamatoria intestinal 9,12,13,14,15. En la clínica, actualmente se están explorando las Tregs CAR para prevenir el rechazo del trasplante de órgano sólido16.
Este artículo presenta una metodología detallada para la generación de células T reguladoras del receptor de antígeno quimérico humano (CAR Tregs). Este protocolo consiste en aislar las Tregs de la sangre periférica humana y modificarlas genéticamente mediante técnicas como la transducción lentiviral y el knock-in preciso de genes mediante la edición génica CRISPR/Cas9 y vectores de virus adenoasociados (AAV). También describimos la evaluación de la estabilidad fenotípica y la función supresora de estas Tregs modificadas, que son pasos cruciales para validar su potencial terapéutico 17,18,19. Este enfoque agiliza el diseño y las pruebas tempranas de las terapias CAR Treg, que tienen el potencial de ampliar el impacto transformador de la terapia de células T con CAR para regular el sistema inmunitario. Al compartir nuestra metodología, esperamos inspirar más investigación e innovación en el floreciente espacio de terapia CAR Treg 9,20.
1. Aislamiento humano de Treg
2. Activación de células T
3. Transducción lentiviral de Treg humano
4. Knock-in del gen CRISPR/Cas9 mediado en Tregs humanas
5. Activación de Treg CAR humano
6. Estabilidad humana CAR Treg
7. Supresión de CAR Treg humano
El protocolo descrito aquí proporciona una línea simplificada y estandarizada para evaluar nuevas construcciones de receptores de antígenos quiméricos (CAR) en células T reguladoras humanas (Tregs), con el objetivo de crear terapias vivas para enfermedades autoinmunes, enfermedad de injerto contra huésped, rechazo de trasplante de órganos y alergia. La Figura 1 muestra cómo obtenemos Tregs humanas de alta pureza a partir de sangre periférica utiliza...
Este protocolo proporciona una metodología simplificada y completa para generar y evaluar células T reguladoras del receptor de antígeno quimérico humano (CAR Tregs). El éxito de la tecnología CAR en el tratamiento de los cánceres hematológicos ha inspirado su aplicación al subconjunto inmunosupresor de las células T, las Tregs. A diferencia de las células T convencionales, las Tregs inhiben las respuestas inmunitarias, ofreciendo tratamientos potenciales para las afecciones q...
LMRF es un inventor y ha recibido regalías de patentes sobre células inmunitarias modificadas y es consultor para Guidepoint Global y McKesson. El resto de los autores declaran no tener intereses contrapuestos.
LMRF está financiado por la subvención de Líder Emergente en Diabetes Tipo 1 de la Red de Investigación de Islotes Humanos (HIRN) U24DK104162-07, la Subvención de Investigación Institucional de la Sociedad Americana Contra El Cáncer (ACS) IRG-19-137-20, la Subvención de Descubrimiento del Proyecto Piloto de Investigación Clínica y Traslacional de Carolina del Sur (SCTR) 1TL1TR001451-01, la Subvención de la Conexión de Investigación de la Diabetes (DRC) IPF 22-1224 y la Subvención de Swim Across America 23-1579. RWC cuenta con el apoyo de la beca de capacitación en Ciencias Celulares, Bioquímicas y Moleculares T32GM132055 y la beca de posgrado Lowvelo del Hollings Cancer Center. Este estudio fue financiado en parte por el Recurso Compartido de Citometría de Flujo y Clasificación Celular del Centro Oncológico Hollings de la Universidad Médica de Carolina del Sur (P30 CA138313). Un agradecimiento especial al Dr. Qizhi Tang de la Universidad de California, San Francisco (UCSF) por regalar amablemente los plásmidos mutantes CAR.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Adeno-associated virus (AAV) | Charles River Laboratories | ||
CAR target-expressing K562 cells | e.g., CD19-K562 | ||
Cesium-137 irradiator | |||
Anti-human CD8 PerCP (clone SK1) | Biolegend | 344708 | |
Anti-human CD4 PE/Cy7 (clone SK3) | Biolegend | 344612 | |
DynaMag-15 magnet | ThermoFisher | 12301D | |
Ghost BV510 viability dye | TONBO | 13-0870-T100 | |
K562 cells | American Type Culture Collection | CCL-243 | |
0.5 M EDTA, pH 8.0 | Gibco | 15575020 | |
1 M HEPES | Gibco | 15630080 | |
Ammonium chloride solution | STEMCELL Technologies | 7850 | |
Anti-human CD127 PE (clone hIL-7R-M21) | BD Biosciences | 557938 | |
Anti-human CD25 APC (clone BC96) | Biolegend | 302610 | |
Anti-human CD4 FITC (clone SK3) | Biolegend | 344604 | |
Anti-human CD71 PE (clone SK1) | Biolegend | 334106 | |
Anti-human CD8 PerCP (clone SK1) | Biolegend | 344707 | |
Anti-human CTLA-4 PerCP-e710 | ThermoFisher | 46-1529-42 | |
Anti-human EGFR APC (clone AY13) | Biolegend | 352905 | |
Anti-human FOXP3 eFluor 450 | ThermoFisher | 48-4776-42 | |
Anti-human HELIOS PE | Biolegend | 137216 | |
Ca2+ and Mg2+ free Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline (DPBS) | Gibco | 14190144 | |
Cell counter (TC20 Automated Cell Counter) | Bio-Rad | 1450102 | |
Cell Counting Slides | Bio-Rad | 1450016 | |
CellTrace Violet Cell Proliferation Kit | ThermoFisher | C34571 | |
DNA LoBind Tubes | Eppendorf | 22431021 | |
Easy 50 EasySep magnet | STEMCELL Technologies | 18002 | |
EasySep Human CD4+ T cell Enrichment Kit | STEMCELL Technologies | 19052 | |
EasySep Human CD8+ T cell Enrichment Kit | STEMCELL Technologies | 19053 | |
EasySep magnet | STEMCELL Technologies | 18000 | |
eBioscience Foxp3 transcription factor staining buffer set | ThermoFisher | 00-5523-00 | |
Falcon Round-Bottom Polystyrene Test Tubes with Cell Strainer Snap Cap, 5 mL | Fisher Scientific | 08-771-23 | 40μm |
Fetal Bovine Serum (FBS) | Gibco | 26140079 | |
Flow cytometer | Beckman Coulter | CytoFLEX LX U3-V5-B3-Y5-R3-I2 | |
Fluorescence-activated cell sorter | BD Biosciences | FACS Aria III Cell Sorter | |
GlutaMAX | Gibco | 35050061 | |
Human CD3/28 T Cell Expansion and Activation Dynabeads | Gibco | 11131D | |
Invitrogen Neon Transfection System | ThermoFisher | 10431915 | |
Invitrogen Neon Transfection System 100 μL Kit | ThermoFisher | 10114334 | |
Lentivirus | VectorBuilder | ||
MEM Non-Essential Amino Acids Solution | Gibco | 11140050 | |
Myc Tag antibody A647 (clone 9B11) | Cell Signaling Technologies | 2233S | |
Opti-MEM I Reduced Serum Medium | ThermoFisher | 31985062 | |
Penicilin-Streptomycin solution | Gibco | 15140122 | |
Recombinant human interleukin-2 (rhIL-2) | Peprotech | 200-02 | |
RPMI 1640 medium, no glutamine | Gibco | 11875093 | |
Sodium pyruvate | Gibco | 11360070 | |
Spectral Flow Cytometer | Cytek | Northern Lights | |
TRAC gRNA | Synthego | Sequence (CAGGGTTCTGGATATCTGT) | |
TrueCut Cas9 Protein v2 | ThermoFisher | A36496 | |
Trypan Blue solution | Sigma | T8154-100ML | |
1/10 Leukopak | STEMCELL Technologies | 200-0092 | 1-2 billion PBMC |
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