Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.
Method Article
Bu yazıda, akım sitometrisi kullanılarak tümör hücresi kaynaklı hücre dışı veziküllerin (EV'ler) in vivo immünojenisitesinin nasıl değerlendirileceği açıklanmaktadır. Tedaviye bağlı immünojenik hücre ölümü geçiren tümörlerden türetilen EV'ler, tümör immünosürveyansı ile özellikle ilgili görünmektedir. Bu protokol, oksaliplatin ile indüklenen immünostimülatör tümör EV'lerin değerlendirilmesini örneklemektedir, ancak çeşitli ortamlara uyarlanabilir.
Kemoterapi veya ışınlamanın neden olduğu tümörlerin immünojenik hücre ölümü, tehlikeyle ilişkili moleküler paternleri serbest bırakarak ve tip I interferon üretimini indükleyerek tümöre özgü T hücresi yanıtlarını tetikleyebilir. Kontrol noktası inhibisyonu da dahil olmak üzere immünoterapiler, terapötik bir etki ortaya çıkarmak için öncelikle önceden var olan tümöre özgü T hücrelerine dayanır. Bu nedenle, immünojenik hücre ölümünü içsel bir anti-kanser aşısı olarak kullanan sinerjik terapötik yaklaşımlar yanıtlarını artırabilir. Bununla birlikte, tedaviye bağlı stres altındaki hücreler tarafından salınan immünojenik faktörlerin spektrumu, özellikle hücre dışı veziküller (EV'ler) ile ilgili olarak eksik karakterize olmaya devam etmektedir. EV'lerin, hemen hemen tüm hücrelerden yayılan nano ölçekli membranöz parçacıkların, hücreler arası iletişimi kolaylaştırdığı düşünülmektedir ve kanserde, tümör antijenlerine karşı çapraz astarlamaya aracılık ettiği gösterilmiştir. Çeşitli koşullar altında tümörlerden türetilen EV'lerin immünojenik etkisini değerlendirmek için uyarlanabilir, ölçeklenebilir ve geçerli yöntemler aranmaktadır. Bu nedenle, burada EV'lerin in vivo immünojenisitesini değerlendirmek için nispeten kolay ve sağlam bir yaklaşım sunulmaktadır. Protokol, farelerin EV'lerle in vivo immünizasyonundan sonra, tedavi veya kararlı durum koşulları altında tümör hücre kültürlerinden çökeltme bazlı tahlillerle izole edilen dalak T hücrelerinin akış sitometrisi analizine dayanmaktadır. Örneğin, bu çalışma, B16-OVA murin melanom hücrelerinin oksaliplatin maruziyetinin, tümör-reaktif sitotoksik T hücrelerinin aktivasyonuna aracılık edebilecek immünojenik EV'lerin salınımıyla sonuçlandığını göstermektedir. Bu nedenle, EV'lerin in vivo immünizasyon ve akış sitometrisi yoluyla taranması, immünojenik EV'lerin ortaya çıkabileceği koşulları tanımlar. İmmünojenik EV salınımının koşullarını belirlemek, EV'lerin kansere karşı terapötik etkinliğini test etmek ve sonuçta EV'lerin kanser immünolojisindeki rolüne dair yeni bilgiler ortaya çıkarmak için altta yatan moleküler mekanizmaları araştırmak için önemli bir ön koşul sağlar.
Bağışıklık sistemi, hem bağışıklık kontrol noktası inhibisyonu tarafından kışkırtıldığında hem de geleneksel kanser tedavilerinin etkinliği için kansere karşı mücadelede çok önemli bir rol oynar. Kemoterapötik ajanlar oksaliplatin ve doksorubisin gibi genotoksik tedavilere yenik düşen tümör hücreleri veya iyonlaştırıcı radyasyon tedavisi, potansiyel olarak adaptif bir anti-tümör immün yanıtı başlatan antijenleri ve tehlikeyle ilişkili moleküler paternleri (DAMP'ler) serbest bırakabilir1. İmmünojenik hücre ölümü bağlamında en belirgin DAMP'ler, kemotaktik ATP gibi beni bul sinyallerini, antijen sunan hücreler tarafından tümör hücresi alımını teşvik eden calreticulin maruziyeti gibi yeme-beni sinyalleri ve desen tanıma reseptörlerini aktive eden HMGB1'in salınımını içerir. Ayrıca, tümör kaynaklı immünojenik nükleik asitler veya diğer uyaranlar yoluyla indüklenen tip I interferonlar (IFN-I), dendritik hücreler tarafından algılanır ve tümöre özgü sitotoksik T hücrelerini etkili bir şekilde astarlamalarını sağlar3,4. Klinik olarak, tümöre sızan aktive ve proliferasyon CD8 + T hücreleri, birçok kanser hastasında uzun süreli sağkalım için bağımsız bir prognostik faktör sağlar. Bu tür aktive edilmiş T hücrelerinden salınan IFN-γ, kanser hücreleri üzerinde doğrudan antiproliferatif etkilere aracılık eder ve Th1 polarizasyonunu ve sitotoksik T hücresi farklılaşmasını yönlendirir, böylece kansere karşı etkili immünossürveyana katkıda bulunur5,6. Oksaliplatin, kansere karşı bu tür adaptif immün yanıta aracılık eden iyi niyetli bir immünojenik hücre ölümü indükleyicisidir7. Bununla birlikte, tedaviye bağlı stres altında tümör hücreleri tarafından salınan ilk immünojenik sinyallerin bolluğu tam olarak ortaya çıkarılmaya devam etmektedir. Kanser immünoterapisindeki önemli ilerlemelere rağmen, faydalarını hastaların daha büyük bir kısmına genişletmek bir zorluk olmaya devam etmektedir. T hücresi aktivasyonunu başlatan immünojenik sinyallerin daha ayrıntılı bir şekilde anlaşılması, yeni tedavilerin geliştirilmesine rehberlik edebilir.
Hücre dışı veziküller (EV'ler) olarak bilinen membranla çevrili heterojen bir yapı grubu, hücreler arası iletişim cihazları olarak hizmet ediyor gibi görünmektedir. Hemen hemen tüm hücre tipleri tarafından yayılan EV'ler, fonksiyonel proteinleri, RNA'yı, DNA'yı ve diğer molekülleri bir alıcı hücreye taşır veya sadece hücre yüzeyindeki reseptörlere bağlanarak bir hücrenin fonksiyonel durumunu değiştirebilir. Biyolojik olarak aktif kargoları, üreten hücrenin türüne ve fonksiyonel durumuna göre önemli ölçüde değişir8. Kanser immünolojisinde, tümör hücrelerinden salınan EV'ler ağırlıklı olarak immünoterapiye düşman olarak kabul edilmiştir, çünkü sonunda invaziv büyümeyi teşvik eder, metastatik nişleri önceden şekillendirir9 ve bağışıklık tepkisini baskılar10. Buna karşılık, bazı çalışmalar EV'lerin etkili çapraz sunum için tümör antijenlerini dendritik hücrelere aktarabildiğini göstermiştir11,12. EV'ler, tedaviye bağlı stres altında ortaya çıktıkları takdirde immünostimülatör nükleik asitler sağlayabilir ve anti-tümör immün yanıtını kolaylaştırır13,14. Tümör mikroortamında bu tür RNA ve DNA'dan gelen immün ligandların algılanmasının son zamanlarda kontrol noktası blokajına duyarlılığı önemli ölçüde modüle ettiği gösterilmiştir15,16,17. Bu nedenle, farklı tedaviye bağlı stres altında tümör hücreleri tarafından salınan EV'lerin immünojenik rolünün daha da açıklığa kavuşturulması gerekmektedir. EV'ler genç ama büyüyen bir araştırma alanı oluşturduğundan, yöntemlerin standardizasyonu hala devam etmektedir. Bu nedenle, EV'ler ve kanser immünolojisi arasındaki etkileşimler üzerine araştırma tekrarlanabilirliğini geliştirmek için bilgi paylaşımı esastır. Bunu akılda tutarak, bu makale tümör kaynaklı EV'lerin immünojenik etkisini in vivo olarak değerlendirmek için basit bir protokolü açıklamaktadır.
Bu değerlendirme, tümör kaynaklı EV'ler üreterek, alıcı fareleri bu EV'lerle bağışıklayarak ve dalak T hücrelerini akış sitometrisi ile analiz ederek gerçekleştirilir. EV üretimi, murin tümör hücrelerinin EV'siz bir hücre kültürü ortamında yüksek derecede saflık için tohumlanmasıyla ideal olarak gerçekleştirilir. Hücreler, tedaviye bağlı EV'lerin etkisini, ilgili tümör kaynaklı EV'lerin temel immünojenisitesine karşı karşılaştırmak için kemoterapi gibi spesifik bir hücre stres uyaranı ile tedavi edilir. EV'lerin izolasyonu, in vivo uygulanabilirliğe ve yerel mevcudiyete göre seçilmesi gereken çeşitli tekniklerle iyi bir şekilde gerçekleştirilebilir. Aşağıdaki protokol, EV saflaştırması için ticari bir kit ile çökeltme bazlı bir tahlili açıklamaktadır. Fareler bu EV'lerle iki kez aşılanır. İlk enjeksiyondan on dört gün sonra, T hücreleri dalaktan çıkarılır ve sistemik bir bağışıklık tepkisini değerlendirmek için akış sitometrisi yoluyla IFN-γ üretimi için analiz edilir. Bununla birlikte, farklı terapötik rejimler altında ortaya çıkan tümör kaynaklı EV'lerin anti-tümör T hücresi yanıtlarını indükleme potansiyeli nispeten kolay, hızlı ve yüksek geçerlilikle değerlendirilir13. Bu nedenle, bu yöntem çeşitli koşullar altında kanser hücrelerinden türetilen EV'lerin immünolojik taraması için uygundur.
Deneylerin başlangıcında, fareler en az 6 haftalıktı ve spesifik patojensiz koşullar altında tutuldu. Bu protokol, Kurumsal etik standartlara ve geçerli yerel düzenlemelere uygundur. Hayvan çalışmaları yerel düzenleyici kurum (Regierung von Oberbayern, Münih, Almanya) tarafından onaylanmıştır. Bu çalışmalarda cinsiyetle ilgili olası önyargılar araştırılmamıştır.
1. Kemoterapiye maruz kaldıktan sonra tümör hücrelerinden elde edilen EV'lerin üretimi ve izolasyonu
2. Farelerin EV'lerle bağışıklanması
3. Dalak T hücrelerinin akış sitometri analizi
Bu protokol, tümör kaynaklı EV'lerin immünojenisitesinin basit ve kolay tekrarlanabilir değerlendirmesini kolaylaştırmayı amaçlamaktadır. Bu sayede fareler, model antijen tavuk ovalbümini (OVA) eksprese eden tümör hücrelerinin in vitro kültürlerinden türetilen EV'lerle aşılanır. Sonraki immün yanıt, dalak T hücrelerinde akış sitometrisi ile analiz edilir.
Şekil 1 , tüm protokolün pratik adımlarına genel bir bakış s...
Bu protokol, kemoterapiye bağlı stres altında melanom hücrelerinden türetilen EV'lerin immünolojik in vivo bir değerlendirmesini sağlarken, çeşitli tedaviler altında çeşitli kanserlerden yayılan EV'lere uyum sağlar. Örneğin, oksaliplatin ile tedavi edilen B16-OVA hücrelerinden türetilen EV'lerle farelerin bağışıklanması, dalaktaki IFN γ üreten CD8 + T hücrelerini genişletir, bunlar da ovalbümin ile ex vivo inkübasyon ile daha da uyarılır ve tümöre özgü bir ...
Yazarlar çıkar çatışması olmadığını beyan ederler.
Bu çalışma, Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, Alman Araştırma Vakfı) - Projektnummer 360372040 - SFB 1335 ve Projektnummer 395357507 - SFB 1371 (H.P.'ye), DKMS Yaşam Verme Vakfı'ndan (H.P.'ye) bir Mechtild Harf Araştırma Bursu, Melanom Araştırma İttifakı (S.H.'ye) tarafından Genç Araştırmacı Ödülü, Else-Kröner-Fresenius-Stiftung tarafından verilen bir burs (F.S.'ye), Münih Teknik Üniversitesi tarafından bir Tohum Fonu (S.H.'ye) ve Wilhelm Sander Vakfı tarafından bir araştırma hibesi (2021.041.1, S.H.'ye). H. P., EMBO Genç Araştırmacı Programı tarafından desteklenmektedir.
YAZAR KATKILARI:
F.S., H.P. ve S.H. araştırmayı tasarladı, analiz etti ve sonuçları yorumladı. F.S. ve S.H. el yazmasını yazdı. H.P. ve S.H. çalışmaya rehberlik etti.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Anti-CD3 FITC | Biolegend | 100204 | Clone 17A2 |
Anti-CD4 PacBlue | Biolegend | 100428 | Clone GK1.5 |
Anti-CD8 APC | Biolegend | 100712 | Clone 53-6.7 |
Anti-IFNγ PE | eBioscience | RM90022 | Clone XMG1.2 |
Brefeldin A | Biolegend | 420601 | Brefeldin A Solution (1,000x) |
Cell Strainer, 100 µm | Greiner | 542000 | EASYstrainer 100 µm |
DMEM | Sigma-Aldrich | D6429 | Dulbecco's Modified Eagle's Medium with D-glucose (4.5 g/L) and L-glutamine (4 mM) |
FBS Good Forte | PAN BIOTECH | P40-47500 | Fetal Calf Serum (FCS) |
Fixable Viability Dye eFluor 506 | eBioscience, division of Thermo Fischer Scientific | 65-0866-14 | |
Fixation/Permeabilization Concentrate | eBioscience | 00-5123-43 | Fixation/Permeabilization Concentrate (10x) |
Fixation/Permeabilization Diluent | eBioscience | 00-5223-56 | |
Ionomycin | Sigma-Aldrich | 407952 | From Streptomyces conglobatus - CAS 56092-82-1, ≥ 97% (HPLC) |
L-Glutamine | Gibco | 25030-032 | L-Glutamine (200 mM) |
Ovalbumin | InvivoGen | vac-pova | Ovalbumine with < 1 EU/mg endotoxin - CAS 9006-59-1 |
Oxaliplatin | Pharmacy of MRI hospital | ||
PBS | Sigma-Aldrich | D8537 | Phosphate Buffered Saline without calcium chloride and magnesium chloride |
Penicillin-Streptomycin | Gibco | 1514-122 | Mixture of penicillin (10,000 U/mL) and streptomycin (10,000 ug/mL) |
PMA | Sigma-Aldrich | P1585 | Phorbol 12-myristate 13-acetate, ≥ 99% (HPLC) |
PVDF filter, 0,22 µm, for syringes | Merck Millipore | SLGV033RS | Millex-GV Filter Unit 0.22 µm Durapore PVDF Membrane |
Red Blood Cell Lysis Buffer | Invitrogen | 00-4333-57 | |
RPMI 1640 | Thermo Fischer Scientific | 11875 | Roswell Park Memorial Institute 1640 Medium with D-glucose (2.00 g/L) and L-glutamine (300 mg/L), without HEPES |
Syringe, 26 G | BD Biosciences | 305501 | 1 mL Sub-Q Syringes with needle (0.45 mm x 12.7 mm) |
Total Exosome Isolation Reagent | Invitrogen | 4478359 | For isolation from cell culture media |
β-Mercaptoethanol | Thermo Fischer Scientific | 31350 | β-Mercaptoethanol (50 mM) |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır