Name: intracranial cannula implantation for serial locoregional chimeric antigen receptor (car) t cell infusions in mice
Uploaded: 2023-02-24T15:00:00
Duration: 5 min 22 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Intracranial Cannula Implantation for Serial Locoregional Chimeric Antigen Receptor CAR T Cell Infusions in Mice at JoVE.com

이 작업을 위한 자금은 Matthew Larson Foundation, Grayson Saves Foundation, Hyundai Hope on Wheels Young Investigator Award, Kortney Rose Foundation, National Institutes of Health NCI K12 CA076931-19 및 1K08CA263179-01, 국방부 W81XWH-21-1-0221에서 제공했습니다.

모든 프로토콜 절차는 AAALAC의 인증을 받은 필라델피아 아동 병원의 기관 동물 관리 및 사용 위원회(IAC 19-000907)의 승인을 받았습니다. 이 연구는 동소 이종 이식 종양이 있는 6-12주령 NOD scid 감마(NSG) 마우스를 사용했습니다. 그러나 이 프로토콜은 모든 마우스 변형에서 사용할 수 있습니다. NSG 마우스는 멸균 장벽 조건에서 수용되었고 수술은 멸균 생물 안전 캐비닛 하에서 수행되었습니다. 종양 세포 또는 T 세포와 같은 인체 물질을 사용하는 경우 ABSL-2 생물 안전 캐비닛에서 절차 및 취급을 완료해야 합니다.
1. 수술을 위한 마우스 준비
<ol><li>적절한 마취면에 도달할 때까지(약 5분) 1L/min의 산소 유량으로 이소플루란(2-4%)이 포함된 유도 챔버에서 마우스를 마취합니다.</li>
	<li>저울을 사용하여 마우스의 무게를 0.1g에 가장 가깝게 측정하고 피하 서방형(SR) 부프레노르핀(1mg/kg) 또는 기타 진통제를 투여합니다. 참고: SR 부프레노르핀은 72시간 동안 진통을 제공합니다.</li>
	<li>전기 가위 또는 제모제를 사용하여 마우스 머리 꼭대기의 털을 면도하십시오.</li>
	<li>주걱을 사용하여 정위 팔의 바닥을 부드럽게 열고 집게를 사용하여 가이드 캐뉼라를 삽입합니다. 캐뉼라의 흰색 플라스틱 부분의 약 1/2에서 2/3가 캐뉼라의 전체 금속 길이와 함께 개구부 바닥에서 돌출되도록 암의 나사를 조여 캐뉼라를 고정합니다.</li>
	<li>마우스의 윗니를 정위 장치의 바이트 바에 삽입하고 고정합니다. 노즈콘을 앞으로 당기고 조여 마우스가 이소플루란을 흡입하는지 확인합니다.</li>
	<li>과도한 압력을 피하면서 귀마개 또는 이어 바를 사용하여 따뜻하게 한 입체 장치에 마우스를 장착하십시오. 알림: 보온 트레이에는 직장 체온계가 삽입되어 있어야 하며 보온 트레이는 시술 중에 마우스의 정상 체온을 유지하도록 조정되어야 합니다.</li>
	<li>면봉 어플리케이터를 사용하여 양쪽 눈에 멸균 안과용 연고를 바릅니다.</li>
	<li>패드나 어플리케이터에 포비돈 요오드로 수술 부위를 닦은 다음 알코올 패드를 닦습니다. 이 단계를 총 세 번 수행합니다.</li>
	<li>시술을 시작하기 전에 집게로 발가락을 꼬집어 적절한 진정 작용을 평가하십시오.</li>
</ol>2. 수술 절차
알림: 수술 절차의 모든 측면은 멸균된 기구와 무균 기술을 사용합니다. 마우스는 약 10-20 분 동안 절차 기간 동안 이소 플루 란 (2-4 %)으로 마취를 계속합니다.
<ol><li>집게로 귀 사이의 두피를 부드럽게 들어 올리십시오. 멸균 가위를 사용하여 들어 올린 두피를 두개골과 평행하게 자르고 타원형 피부 플랩 (길이 0.75-1cm)을 제거하여 두개골을 노출시킵니다. 알림: 깨끗한 타원형 모양의 구멍을 제공하고 주변 피부와 조직에 불필요한 손상을 방지하기 위해 메스보다 가위를 선호합니다.</li>
	<li>메스나 면봉 면봉과 지혈 면봉을 사용하여 근막을 밀어내면 필요에 따라 과도한 출혈을 늦출 수 있습니다. 알림: 멸균된 면봉의 나무 면을 사용하면 근막을 밀어내고 과도한 출혈을 방지할 수 있습니다.</li>
	<li>두개골 판이 만나는 두개골의 전방 및 후방 표시인 브레그마(bregma)와 람다(lambda)의 랜드마크를 식별하십시오13. 알림: 노출된 두개골의 상단을 과산화수소로 닦아 식별을 강화할 수 있습니다.</li>
	<li>메스를 사용하여 두개골에 부드럽게 점수를 매겨 아크릴이 부착할 표면을 만듭니다. 채점에는 서로 90° 각도로 길이가 약 0.5-1cm인 여러 선형 선이 포함되어야 합니다.</li>
	<li>입체 팔을 사용하여 캐뉼라를 관심 랜드마크(브레그마 또는 람다)로 국한시킵니다. 국소화되면 캐뉼라 팁을 두개골 표면 위로 1-2mm 올리고 원하는 좌표로 이동합니다. 종양 내 주사의 경우 종양 배치와 동일한 A/P 및 M/L 좌표를 사용합니다.</li>
	<li>노출 된 두개골에 캐뉼라가 들어갈 부위에서 멀리 떨어진 곳에 18G 바늘이나 수술 용 드릴로 두 개의 나사 구멍을 만듭니다. 캐뉼라를 위한 충분한 공간을 포함하도록 구멍의 간격이 있는지 확인하십시오. 드릴 비트를 사용하여 두개골에 걸릴 때까지 나사 구멍을 비틀십시오. 끝이 평평한 드라이버를 사용하여 구멍에 두 개의 나사를 삽입하고 고정합니다. 그런 다음 나사를 부드럽게 위로 당겨 고정되었는지 확인합니다. 알림: 나사가 두개골과 같은 높이가 될 때까지 나사를 삽입하지 마십시오. 나사와 두개골 사이에 최소 1-2mm의 간격을 두십시오.</li>
	<li>18G 바늘이나 수술용 드릴을 사용하여 식별된 좌표로 두개골을 뚫어 캐뉼라를 삽입할 구멍을 만듭니다.</li>
	<li>정위 암을 사용하여 캐뉼라를 원하는 D/V 좌표로 내립니다. 참고: 캐뉼라 이식의 D/V 좌표는 더미 및 치료 캐뉼라의 투영 길이를 설명해야 하며 종양 세포의 동소 주입보다 더 피상적일 수 있습니다(그림 1).</li>
	<li>도자기 12 웰 플레이트에 아크릴 수지 분말 (약 0.3g)과 아크릴 수지 액체 10-15 방울 (약 0.5-0.75mL)을 채 웁니다. 이것은 점성이 있는 백색 물질을 생성한다. 혼합물을 1mL 주사기에 넣고 두개골을 코팅하고 덮는 데 사용하여 캐뉼라와 나사 주변의 공간을 채웁니다. 알림: 점성 물질은 시간이 지남에 따라 시멘트로 경화되므로 혼합 후 즉시 이 단계를 완료해야 합니다.</li>
	<li>시멘트가 여전히 유연할 때 정위 암의 나사를 풀고 하단의 구멍에 있는 주걱을 사용하여 홀더에서 캐뉼라를 부드럽게 풀고 정위 암을 마우스에서 위쪽으로 천천히 후퇴시킵니다.</li>
	<li>시멘트가 완전히 건조되면 더미 캐뉼라를 가이드 캐뉼라에 삽입하고 시계 방향으로 돌려 단단히 고정합니다.</li>
	<li>절차가 완료되면 마우스를 따뜻하게 한 홈 케이지에 다시 넣어 주의 깊게 모니터링하고, 적절한 회복을 보장하고, 마우스가 완전히 의식을 회복한 것을 포함하여 시술 후 관찰을 기록한 후 콜로콜로지로 돌아갑니다. 알림: 일반적으로 동물이 과열을 방지하기 위해 더 차가운 쪽으로 이동할 수 있도록 케이지의 절반만 가열 패드에 놓는 것이 좋습니다.</li>
	<li>마우스가 수술 후 통증을 나타내는 행동을 보이는 경우 필요에 따라 추가 진통제를 투여하십시오(예: 최대 3일 동안 하루에 한 번 피하 전달되는 멜록시캄 5mg/kg).</li>
</ol>3. CAR T 세포 준비
<ol><li>세포 계수기를 사용하여 예비-형질주입된 CAR T 세포 농도를 측정한다.</li>
	<li>원심분리된 T 세포를 실온(RT)에서 5분 동안 200 x g 에서 사전 형질주입했습니다.</li>
	<li>진공 흡인 시스템에서 멸균 파스퇴르 피펫을 사용하여 상층액을 흡인하고 펠릿을 인산염 완충 식염수(PBS)에 원하는 농도로 재현탁합니다. 일반적인 전달 부피는 2-5 μL이며, 일반적인 세포 용량은 0.5-5 x 106 세포입니다.</li>
</ol>4. CAR T 세포 주입
<ol><li>PKG 튜브의 작은 조각을 통해 상단을 공급하여 치료 캐뉼라를 준비하십시오.</li>
	<li>치료 주사기에 CAR T 세포 현탁액을 채우고 PKG 튜브의 다른 쪽 끝을 통해 치료 캐뉼라의 상단을 덮을 수 있도록 삽입합니다.</li>
	<li>마우스를 이소플루란(2-4%)으로 1L/min의 산소 유속으로 마취합니다.</li>
	<li>베이스의 집게를 사용하여 가이드 캐뉼라를 안정화한 다음 더미 캐뉼라를 조심스럽게 풀고 제거하여 가이드 캐뉼라에 접근할 수 있도록 합니다. 알림: 정위 설정은 필요하지 않지만 치료를 위해 머리를 안정시키는 데 사용할 수 있습니다.</li>
	<li>CAR T 세포를 1분 동안 주입하고 주입 중단 후 추가로 1분 동안 치료 캐뉼라를 제자리에 유지합니다.</li>
	<li>치료 캐뉼라를 제거하고 더미 캐뉼라를 제자리에 단단히 조입니다.</li>
	<li>선택적 통증 조절을 위해 피하 멜록시캄(5mg/kg)을 투여합니다.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Curtin, S. C., Minino, A. M., Anderson, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Declines+in+cancer+death+rates+among+children+and+adolescents+in+the+United+States,+1999-2014.">Declines in cancer death rates among children and adolescents in the United States, 1999-2014.</a> NCHS Data Brief. 257, 1-8 (2016).</li><li>Rohaan, M. W., Wilgenhof, S., Haanen, J. B. A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adoptive+cellular+therapies:+the+current+landscape.">Adoptive cellular therapies: the current landscape.</a> Virchows Archiv. 474 (4), 449-461 (2019).</li><li>Sadelain, M., Brentjens, R., Riviere, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+basic+principles+of+chimeric+antigen+receptor+design.">The basic principles of chimeric antigen receptor design.</a> Cancer Discovery. 3 (4), 388-398 (2013).</li><li>Maude, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tisagenlecleucel+in+children+and+young+adults+with+B-cell+lymphoblastic+leukemia.">Tisagenlecleucel in children and young adults with B-cell lymphoblastic leukemia.</a> The New England Journal of Medicine. 378 (5), 439-448 (2018).</li><li>Wagner, J., Wickman, E., DeRenzo, C., Gottschalk, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CAR+T+cell+therapy+for+solid+tumors:+Bright+future+or+dark+reality.">CAR T cell therapy for solid tumors: Bright future or dark reality.</a> Molecular Therapy. 28 (11), 2320-2339 (2020).</li><li>Vitanza, N. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Locoregional+infusion+of+HER2-specific+CAR+T+cells+in+children+and+young+adults+with+recurrent+or+refractory+CNS+tumors:+an+interim+analysis.">Locoregional infusion of HER2-specific CAR T cells in children and young adults with recurrent or refractory CNS tumors: an interim analysis.</a> Nature Medicine. 27 (9), 1544-1552 (2021).</li><li>Majzner, R. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=GD2-CAR+T+cell+therapy+for+H3K27M-mutated+diffuse+midline+gliomas.">GD2-CAR T cell therapy for H3K27M-mutated diffuse midline gliomas.</a> Nature. 603 (7903), 934-941 (2022).</li><li>Vitanza, N. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intraventricular+B7-H3+CAR+T+cells+for+diffuse+intrinsic+pontine+glioma:+preliminary+first-in-human+bioactivity+and+safety.">Intraventricular B7-H3 CAR T cells for diffuse intrinsic pontine glioma: preliminary first-in-human bioactivity and safety.</a> Cancer Discovery. 13 (1), 114-131 (2023).</li><li>Theruvath, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Locoregionally+administered+B7-H3-targeted+CAR+T+cells+for+treatment+of+atypical+teratoid/rhabdoid+tumors.">Locoregionally administered B7-H3-targeted CAR T cells for treatment of atypical teratoid/rhabdoid tumors.</a> Nature Medicine. 26 (5), 712-719 (2020).</li><li>Donovan, L. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Locoregional+delivery+of+CAR+T+cells+to+the+cerebrospinal+fluid+for+treatment+of+metastatic+medulloblastoma+and+ependymoma.">Locoregional delivery of CAR T cells to the cerebrospinal fluid for treatment of metastatic medulloblastoma and ependymoma.</a> Nature Medicine. 26 (5), 720-731 (2020).</li><li>Brown, C. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regression+of+glioblastoma+after+chimeric+antigen+receptor+T-Cell+therapy.">Regression of glioblastoma after chimeric antigen receptor T-Cell therapy.</a> The New England Journal of Medicine. 375 (26), 2561-2569 (2016).</li><li>Bourne, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracerebral+microdialysis:+30+years+as+a+tool+for+the+neuroscientist.">Intracerebral microdialysis: 30 years as a tool for the neuroscientist.</a> Clinical and Experimental Pharmacology and Physiology. 30 (1-2), 16-24 (2003).</li><li>Zhou, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Automatically+detecting+bregma+and+lambda+points+in+rodent+skull+anatomy+images.">Automatically detecting bregma and lambda points in rodent skull anatomy images.</a> PLoS One. 15 (12), 0244378 (2020).</li><li>Foster, J. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+GPC2-directed+chimeric+antigen+receptors+using+mRNA+for+pediatric+brain+tumors.">Development of GPC2-directed chimeric antigen receptors using mRNA for pediatric brain tumors.</a> Journal for Immunotherapy of Cancer. 10 (9), 004450 (2022).</li><li>Akhavan, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=T+cells+for+brain+tumors:+Lessons+learned+and+road+ahead.">T cells for brain tumors: Lessons learned and road ahead.</a> Immunological Reviews. 290 (1), 60-84 (2019).</li></ol>

JBF는 글리피칸 2(GPC2) 유도 면역요법 관련 특허를 보유하고 있습니다. 다른 모든 저자는 공개 할 것이 없습니다.

CAR T 세포 요법은 혈액암 치료에 혁명을 일으켰으며 고형 뇌종양치료에 유망한 가치를 보여줍니다 6,7,8. 이 프로토콜은 소아 CNS 종양 치료를 위한 국소 CAR T 세포 전달의 전임상 평가를 가능하게 하도록 설계되었습니다. 캐뉼라 시스템은 소아 CNS 종양 6,7,8에서 CAR T 세포 요법의 진행 중인 임상 시험에서 현재 사용되고 있는 심실내 카테터 시스템인 Ommaya 또는 Rickham 저장소를 복제하여 이러한 방법의 관련성 및 번역 가능성을 강조합니다. 이 시스템은 혈액-뇌 장벽을 우회하는 CAR T 세포의 반복 전달을 허용하며, 이는 진행 중인 임상 시험에서 사용되는 방법과 유사합니다. 국소 전달은 CNS에서 최대한의 효능을 제공할 수 있다9 또한 순환으로 인한 밀매와 관련된 전신 독성의 위험을 감소시킬 수 있다15. 정위 전달은 CNS에 단일 선량을 제공할 수 있지만 이 시스템의 장점은 여러 번의 수술 없이 CNS의 지정된 위치에 여러 반복 선량을 제공할 수 있다는 것입니다. 이 절차의 한계에는 캐뉼라가 제자리에 있으면 위치를 변경하거나 조정할 수 없는 고정된 배송 장소와 캐뉼라가 빠질 가능성이 포함됩니다.
이 프로토콜의 중요한 단계는 치료 캐뉼라의 투영을 고려한 D/V 좌표에 고정 가이드 캐뉼라를 이식하는 것입니다. 치료 캐뉼라는 가이드 캐뉼라의 끝 너머로 돌출되므로 배치가 CAR T 세포를 관심 영역으로 전달하도록 주의를 기울여야 합니다. 치료 캐뉼라의 돌출 길이는 사용자 정의할 수 있으며 저자의 경험에 따르면 0.5mm는 유용한 돌출 길이입니다. 이 길이는 분배 시 치료제가 가이드 캐뉼라에 남아 있지 않도록 할 뿐만 아니라 관심 영역에 대한 가이드 캐뉼라에 대한 D/V 좌표를 크게 조정할 필요가 없습니다. 이 프로토콜의 또 다른 중요한 단계는 CAR T 세포 주입 후 치료 캐뉼라가 제자리에 남아 있는 시간입니다. 치료 캐뉼라는 누출 및 CAR T 세포 요법의 국소 전달 손실을 방지하기 위해 주입 종료 후 최소 1분 동안 제자리에 유지되어야 합니다.
이 방법의 문제 해결은 간단하며 대부분의 합병증은 더미 캐뉼라를 제거하거나 치료 캐뉼라를 고정 가이드 캐뉼라에 삽입하는 데 어려움이 있으며, 이는 가이드 캐뉼라 내부의 마른 혈액으로 인한 것일 수 있습니다. 이것은 저항이 적고 파편이 제거될 때까지 가이드 캐뉼라를 통해 더미 캐뉼라를 부드럽게 통과시켜 쉽게 해결할 수 있습니다. 아크릴 수지는 때때로 두개골에서 떨어져 캐뉼라 시스템이 손실될 수 있습니다. 우리의 경험에 비추어 볼 때, 이것은 일반적으로 메스로 두개골을 채점하고 두 개의 나사를 배치함으로써 제한됩니다. 또한 마우스가 움직이는 동안 캐뉼라에 실수로 힘을 가할 수 있는 케이지의 모든 항목(예: 작은 구멍이 있는 특정 마우스 농축 오두막)이 제거됩니다.
결론적으로, CAR T 세포의 반복 전달을 위해 CNS 종양의 쥐 모델에 캐뉼라 시스템을 삽입하기 위한 프로토콜이 여기에 설명되어 있습니다. 캐뉼라 배치는 여러 지역 분만 위치에 맞게 조정하여 다양한 분만 부위의 효능을 테스트할 수 있습니다. 또한, 이 시스템은 혈액-뇌 장벽을 우회할 때 효능을 평가하기 위해 CAR T 세포 이외의 추가 치료제에 사용될 수 있으며, 또한 비종양학적 장애의 쥐 모델에서 치료제의 평가에 유용할 수 있다.

화학요법, 방사선 요법 및 수술의 개선에도 불구하고 중추신경계(CNS) 종양은 소아과에서 가장 치명적인 악성 종양입니다1, 보다 성공적인 결과를 위한 새로운 접근법의 중요한 필요성을 강조합니다. 면역요법 분야에서 상당한 발전이 이뤄짐에 따라 입양 세포 치료(ACT) 접근법은 다양한 암, 특히 혈액 악성 종양에서 유망한 결과를 보여주었다2. ACT의 특정 유형인 키메라 항원 수용체(CAR) T 세포 요법은 T 세포의 특이성을 재지정하여 종양 표적 T 세포를 생성함으로써 유해한 세포를 인식하고 죽이는 면역 체계의 자연적인 능력을 이용합니다3. CAR T 세포 요법은 백혈병 및 림프종4의 치료에서 상당한 성공을 거두었으며, 이는 유망한 면역요법 접근법이 되고 고형 종양에 대한 연구를 장려합니다. 그러나 지금까지 고형 종양에서 CAR T 세포 요법은 임상적 성공을 거두지 못했으며 비효율적인 종양 침투, 제한된 표적 항원 및 억제 종양 미세환경과 같은 많은 문제에 직면해 있습니다5.
최근 임상 시험은 소아 CNS 종양에 대한 CAR T 세포 요법을 평가하기 시작했으며, 예비 보고서 6,7,8에서 개념 증명 및 T 세포 활성의 초기 증거를 제공합니다. 대부분의 초기 전임상 데이터는 CAR T 세포의 정맥내 전달에 초점을 맞추었지만, 최근의 전임상 증거는 CNS 9,10에서 국소 전달의 우월성을 시사했으며, 이는 또한 여러 임상 시험에서 성공적으로 활용되었습니다6,7,8,11. CNS에서 CAR T 세포의 국소 전달을 통합한 현재까지 전임상 연구는 정위적으로 전달되는 CAR T 세포의 단일 두개내 용량에 의존했습니다 9,10. 그러나 인간 을 대상으로 한 임상 시험에서는 CNS 6,7,8,11에 CAR T 세포를 반복적으로 주입해야 했으며, 이는 전임상 개발에서 여러 번의 반복 주입을 평가할 필요성을 강조합니다. 이 절차의 목표는 소아 뇌종양의 동소 쥐 모델에서 카테터를 사용하여 일련의 CAR T 세포 주입을 성공적으로 테스트하는 것입니다. 이 기술의 장점은 반복적인 CNS 내 치료를 제공하기 위해 여러 수술 절차를 피할 수 있다는 것입니다. 캐뉼라는 주로 신경전달물질의 미세투석 샘플링과 설치류의 신경과학 및 행동연구에서 신경활성 물질의 전달에 사용되어 왔다12, 항암 치료제 전달을 위한 캐뉼라의 사용에 대한 보고는 제한적이다. 이전 보고서를 기반으로 이 프로토콜은 CNS 종양의 이종이식 쥐 모델에서 CAR T 세포를 전달하기 위해 정위적으로 배치된 유치 캐뉼라 시스템을 사용합니다. 이 프로토콜은 신경 종양 또는 신경 종양 장애의 쥐 모델에서 추가 치료제를 테스트하는 데 사용할 수 있으며 혈액 뇌 장벽을 우회하는 것이 효능에 중요한 새로운 치료법을 테스트하는 데 도움이 될 수 있습니다.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>18 G needles</td>
			<td>BD</td>
			<td>511097</td>
			<td>1 1/2 inch metal hub</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acrylic resin liquid</td>
			<td>Lang Dental&#160;</td>
			<td>B1323&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acrylic resin powder</td>
			<td>Lang Dental&#160;</td>
			<td>B1323&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alcohol wipes</td>
			<td>BD</td>
			<td>326895</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge 5240</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>5420000040</td>
			<td>Centrifuge&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton tipped swabs</td>
			<td>Puritan</td>
			<td>826-WC</td>
			<td>Handle Width = 2.11 mm (0.083), Head Width = 1.27 mm (0.050), Handle Length = 147.62 mm (5.812), Overall Length = 152.4 mm (6), Head Length = 12.7 mm (0.500)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drill bit holder&#160;</td>
			<td>P1 Technologies&#160;</td>
			<td>DH-1&#160;</td>
			<td>Drill bit holder for D56-D70&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drill bit&#160;</td>
			<td>P1 Technologies&#160;</td>
			<td>D58&#160;</td>
			<td>1.07 mm&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dummy cannula&#160;</td>
			<td>P1 Technologies&#160;</td>
			<td>C315DCS-5/SPC&#160;</td>
			<td>Configuration: Small cap; &#160;Length: Cut 5.00 mm below pedestal; Projection: 0.50 mm&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flat tip screwdriver&#160;</td>
			<td>P1 Technologies&#160;</td>
			<td>SD-80&#160;</td>
			<td>Screwdriver&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Graefe forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11051-10</td>
			<td>Forceps</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Guide cannula&#160;</td>
			<td>P1 Technologies&#160;</td>
			<td>C315GS-5/SPC&#160;</td>
			<td>Configuration: 5.00 mm pedestal height; Length: Cut 5.00 mm below pedestal&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hemostatic cotton pellets with racemic epinephrine&#160;</td>
			<td>Pascal&#160;</td>
			<td>1151602&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MOXI Z Mini automated cell counter Kit&#160;</td>
			<td>Moxi</td>
			<td>MXZ001</td>
			<td>Cell counter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NOD&#160;scid&#160;gamma (NSG) mice</td>
			<td>Jackson Laboratory</td>
			<td>5557</td>
			<td>6 to 12-week-old males and females</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pasteur pipet</td>
			<td>VWR</td>
			<td>14673-043</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PKG tubing&#160;</td>
			<td>P1 Technologies&#160;</td>
			<td>C313CT&#160;</td>
			<td>Diameter: 0.58 mm x 1.27 mm&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Porcelain 12 well plate</td>
			<td>Flinn Scientific</td>
			<td>AP6064&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Povidone iodine</td>
			<td>Medline</td>
			<td>MDS093943</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel</td>
			<td>World Precision Instrument</td>
			<td>50-822-457</td>
			<td>Disposable Scalpel, no.10, sterile, 10/box, Plastic Handle with 6&#34; Ruler</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Screws&#160;</td>
			<td>P1 Technologies&#160;</td>
			<td>0-80 X 3/32&#160;</td>
			<td>2.4 mm&#160;&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereotaxic Frame&#160;</td>
			<td>David Kopf Instruments&#160;</td>
			<td>940&#160;</td>
			<td>Model 940 Small Animal Stereotaxic Instrument with Digital Display Console&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Student fine scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>91460-12</td>
			<td>Scissors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Treatment cannula&#160;</td>
			<td>P1 Technologies&#160;</td>
			<td>C315IS-5/SPC&#160;</td>
			<td>33GA;&#160;Configuration: Standard internal; Length: Cut 5.00 mm below pedestal; Projection: 0.50 mm&#160;&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Treatment syringes&#160;</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>87908</td>
			<td>5 &#181;L, Model 75 Cemented Needle Special (SN) Syringe, 75SN/22/0.5&#34;/PT3&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vactrap XL&#160;</td>
			<td>Foxx Life Sciences</td>
			<td>305-4401-FLS</td>
			<td>Vacuum System</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

intracranial cannula implantation for serial locoregional chimeric antigen receptor (car) t cell infusions in mice

소아 CNS 종양은 화학 요법 및 방사선 요법의 발전에도 불구하고 소아 암 관련 사망의 대부분을 담당하며 예후가 좋지 않습니다. 많은 종양에 효과적인 치료법이 없기 때문에 면역 요법과 같은 보다 유망한 치료 옵션을 개발하는 것이 중요합니다. CNS 종양에 대한 키메라 항원 수용체 (CAR) T 세포 요법의 사용이 특히 중요합니다. B7-H3, IL13RA2 및 디시알로강글리오사이드 GD2와 같은 세포 표면 표적은 여러 소아 및 성인 CNS 종양의 표면에서 고도로 발현되어 이들 및 기타 표면 표적에 대해 CAR T 세포 요법을 사용할 수 있는 기회를 높입니다. 전임상 쥐 모델에서 CAR T 세포의 반복적인 국소 전달을 평가하기 위해, 현재 인간 임상 시험에 사용되는 유치 카테터를 요약하는 유치 카테터 시스템이 확립되었습니다. 정위 전달과 달리 유치 카테터 시스템은 여러 번의 수술을 사용하지 않고 반복 투여가 가능합니다. 이 프로토콜은 소아 뇌종양의 동소 쥐 모델에서 일련의 CAR T 세포 주입을 성공적으로 테스트하는 데 사용된 고정 가이드 캐뉼라의 종양 내 배치를 설명합니다. 마우스에서 종양 세포의 동소 주사 및 생착 후, 고정 가이드 캐뉼라의 종양 내 배치가 정위 장치에 완료되고 나사와 아크릴 수지로 고정됩니다. 그런 다음 치료 캐뉼러는 반복적인 CAR T 세포 전달을 위해 고정 가이드 캐뉼라를 통해 삽입됩니다. 가이드 캐뉼라의 정위 배치는 CAR T 세포를 외측 심실 또는 뇌의 다른 위치로 직접 전달하도록 조정할 수 있습니다. 이 플랫폼은 CAR T 세포의 반복적인 두개내 주입 및 이러한 파괴적인 소아 종양에 대한 기타 새로운 치료법의 전임상 테스트를 위한 신뢰할 수 있는 메커니즘을 제공합니다.

마우스 CNS에 성공적인 캐뉼라 이식 캐뉼라 삽입에 성공한 마우스는 일상 생활 활동을 방해하지 않고(그림 2A) 치료 캐뉼라를 쉽게 통과하고 저항 없이 체액을 전달할 수 있는(그림 2B) 안전한 가이드 캐뉼라를 제자리에 가지고 있습니다. 우리의 경험에 따르면 대부분의 캐뉼라는 4주 이상 제자리에 유지되지만 시간이 지남에 따라 0-25%가 제거될 수 있습니다. 올바른 배치의 확인은 캐뉼라에 주입 된 Evans blue 염료로 확인할 수 있습니다. 예를 들어, 외측 심실에 삽입된 캐뉼라는 뇌척수액을 통과할 때 심실 시스템 전체에 Evans blue 염료를 표시하여 올바른 배치를 확인합니다(그림 2C). 종양에 삽입 된 캐뉼라는 종양 이식 부위에서 에반스 블루 염료를 보여줍니다.
이종이식 종양의 치료를 위해 CAR T 세포를 CNS로 효과적으로 전달합니다. 쥐 모델에서 두개내 캐뉼라 시스템의 효능 및 CAR T 세포의 치료 효능은 생체발광 이미징 및 전체 생존을 포함하는 다양한 메커니즘을 통해 측정할 수 있습니다. GPC2-지시된 CAR T 세포를 뮤린 수모세포종 및 미만성 정중선 신경아교종 모델, 7316-4509 및 7316-3058에 대해 각각 시험하고, 명시된 두개내 캐뉼라 시스템을 통한 반복 CAR T 세포 투여를 사용하여 시험하였다14. 동소 종양 배치 및 생착은 생체발광 이미징에 의해 확인되었고, 캐뉼라는 동소 종양 배치와 동일한 좌표를 사용하여 종양 베드에 배치되었습니다. 치료는 GPC2 CAR T 세포 주입으로 구성되었으며, 2-4주 동안 일주일에 한 번 내지 두 번, 총 4-6회 투여되었다. 치료 후, GPC2-지시된 CAR T 세포 요법은 수모세포종 모델 7316-4509 (p < 0.01)에서 유의한 종양 퇴행을 유도하였고 (도 3A) 시상 미만성 정중선 신경아교종 7316-3058 (p < 0.05)에서 유의하게 연장된 생존을 유도하였다(도 3B)14.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64886/64886fig01.jpg"> 그림 1: 돌출 더미와 처리 캐뉼라가 있는 가이드 캐뉼라. (A) 0.5mm 돌출부와 2mm 돌출부 더미 캐뉼라가 있는 가이드 캐뉼라. (B) 0.5mm 돌출부와 2mm 돌출 처리 캐뉼라가 제자리에 있는 가이드 캐뉼라. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64886/64886fig01large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64886/64886fig02.jpg"> 그림 2: CAR T 세포의 반복 투여를 위한 치료 캐뉼라 전달 시스템 . (A) 사용하지 않을 때 캡을 씌운 채 마우스 두개골에 이식된 캐뉼라. (B) 마우스가 마취 상태에 있는 동안 치료 캐뉼라를 통해 뇌교 종양에 CAR T 세포를 주입합니다. (C) Evans blue 염료를 사용한 외측 심실의 캐뉼라 배치 확인. 염료는 캐뉼라를 통해 삽입된 후 안락사와 뇌 절제가 이어졌으며 염료는 심실 전체에 존재했습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64886/64886fig02large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/64886/64886fig03.jpg"> 그림 3: GPC2 지시 CAR T 세포는 생체 내에서 소아 뇌종양에서 항종양 반응을 매개하고 생존을 연장합니다. (A) GPC2 또는 CD19 지시 mRNA CAR T 세포로 처리된 동소 그룹 4 수모세포종 이종이식 7316-4509의 생물발광 정량화. 복용량은 그래프에 화살표로 표시됩니다. 데이터는 SD로 평균으로 표시됨, n = 팔당 9-11마리의 마우스. (B) 2 x 10 6 CAR T 세포의6회 반복 투여로 처리된 시상 DMG 이종이식 7316-3058을 이식한 마우스의 전체 생존. 복용량은 그래프에 화살표로 표시됩니다. n = 팔당 7마리의 마우스. **p < 0.01; *p < 0.05; ns = 유의하지 않음. 이 그림은 Foster et al.14의 허가를 받아 복제되었습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/64886/64886fig03large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

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Intracranial Cannula Implantation for Serial Locoregional Chimeric Antigen Receptor CAR T Cell Infusions in Mice

중추신경계(CNS) 종양은 소아 암 관련 사망의 주요 원인이며, 임상 시험에서 환자를 대상으로 하는 국소 면역 기반 요법이 점점 더 많이 테스트되고 있습니다. 이 프로토콜은 CNS 종양을 표적으로 하는 면역요법 주입의 전임상 평가를 위해 마우스에서 국소 캐뉼라 이식 방법을 설명합니다.

마우스에서 연속 국소 키메라 항원 수용체(CAR) T 세포 주입을 위한 두개내 캐뉼라 이식

Pediatric CNS tumors are responsible for the majority of cancer-related deaths in children and have poor prognoses, despite advancements in chemotherapy ...

이 프로토콜은 중추신경계 종양에 대한 CAR T 세포 요법의 국소 전달을 테스트하기 위해 진행 중인 임상 시험에 사용되는 심실내 카테터 시스템을 복제합니다. 이 기술의 주요 장점은 여러 침습적 수술 절차를 수행하지 않고도 국소 국소 CAR T 세포 요법을 여러 번 반복 투여할 수 있다는 것입니다. 이 시스템은 서로 다른 전달 부위에서 서로 다른 치료법을 조사하는 데 사용될 수 있으므로 신경 과학의 수많은 연구 영역에 대한 통찰력을 제공 할 수 있습니다.시작하려면 머리를 깎은 마취 마우스를 수술대에 놓고 주걱을 사용하여 정위 팔의 바닥을 부드럽게 엽니다. 집게로 캐뉼라를 삽입하고 흰색 플라스틱 부분의 절반에서 2/3까지 캐뉼라의 5mm가 개구부 바닥에서 돌출 될 때까지 암의 나사를 조여 고정하십시오. 마우스의 윗니를 정위 장치의 바이트 바에 삽입하고 고정합니다.노즈 콘을 앞으로 당기고 조여 마우스가 이소플루란을 흡입하도록 합니다. 그런 다음 과도한 압력을 피하면서 이어 커프 또는 이어 바를 사용하여 따뜻하게 한 입체 장치에 마우스를 장착하십시오. 수술 부위를 소독하고 원고에 설명 된대로 두개골과 평행하게 절개하십시오.면봉을 사용하여 근막을 밀어냅니다. 두개골 판이 만나는 전방 및 후방 표시에 해당하는 두개골의 랜드 마크, bregma 및 lambda를 식별하십시오. 아크릴을 부착 할 표면을 만들려면 메스를 사용하여 두개골을 가로 질러 여러 개의 슬릿을 부드럽게 만듭니다.정위 팔을 사용하여 캐뉼라를 관심있는 랜드 마크로 현지화하십시오. 캐뉼라 팁을 두개골 표면에서 1-2 밀리미터 위로 올리고 원하는 좌표로 이동하십시오. 18게이지 바늘이나 수술용 드릴을 사용하여 캐뉼라가 들어가는 곳에서 노출된 두개골에 두 개의 나사 구멍을 만들어 캐뉼라를 위한 충분한 공간을 확보합니다.드릴이 두개골에 부착될 때까지 나사 구멍을 통해 드릴을 비틀십시오. 일자 드라이버를 사용하여 두 개의 나사를 구멍에 삽입하고 조입니다. 그런 다음 나사를 부드럽게 위로 당겨 고정되었는지 확인합니다.캐뉼라를 삽입하려면 18 게이지 바늘이나 수술 용 드릴을 사용하여 식별 된 좌표로 두개골에 구멍을 뚫습니다. 정위 암을 사용하여 캐뉼라를 원하는 DV 좌표로 내립니다. 도자기 12 웰 플레이트에 약 0.3 그램의 아크릴 수지 분말과 10-15 방울의 액체에서 준비된 점성 백색 물질을 1 밀리리터 주사기에 넣는다.두개골을 코팅하고 캐뉼라와 나사 주변의 공간을 채웁니다. 시멘트가 유연할 때 정위 암의 나사를 풉니다. 주걱을 부드럽게 사용하여 하단 개구부의 홀더에서 캐뉼라를 풀고 정위 팔을 마우스에서 빼냅니다.시멘트가 건조되면 더미 캐뉼라를 가이드 캐뉼라에 삽입하고 시계 방향으로 돌려 단단히 고정합니다. 절차가 완료되면 회복을 위해 마우스를 따뜻하게 한 홈 케이지로 되돌립니다. 치료 캐뉼라를 준비하려면 상단을 PKG 튜브에 삽입하십시오.그런 다음 치료 주사기에 CAR T 세포 현탁액을 채우고 PKG 튜브의 다른 쪽 끝을 통해 삽입하여 치료 캐뉼라의 상단을 덮습니다. 마우스를 마취 한 후 집게를 사용하여 가이드 캐뉼라를 바닥에 고정하십시오. 더미 캐뉼라의 나사를 풀고 제거하여 가이드 캐뉼라에 접근할 수 있도록 합니다.CAR T 세포를 1분 동안 주입하고 치료 캐뉼라를 추가로 1분 동안 제자리에 유지합니다. 치료 캐뉼라를 제거한 후 더미 캐뉼라를 단단히 조입니다. 그런 다음 통증 조절을 위해 멜록시캄을 피하 투여합니다.GPC2 지시 CAR T 세포 요법은 수모세포종에서 유의미한 종양 퇴행을 유도하고 시상 미만성 정중선 신경아교종 모델에서 생존을 유의하게 연장했습니다. 가이드 캐뉼라를 종양 내 위치에 삽입할 때 더미 및 치료 캐뉼라 돌출 길이를 설명하기 위해 등-복부 좌표가 종양 주사보다 더 표면적일 수 있음을 이해하는 것이 중요합니다.

Research

JoVE Journal

Cancer Research

Intracranial Cannula Implantation for Serial Locoregional Chimeric Antigen Receptor (CAR) T Cell Infusions in Mice

A Syngeneic Mouse B-Cell Lymphoma Model for Pre-Clinical Evaluation of CD19 CAR T Cells

CD19 자동차 T 세포의 전 임상 평가 위한 Syngeneic 마우스 B-세포 림프 종 모델

The astonishing clinical success of CD19 chimeric antigen receptor (CAR) T-cell therapy has led to the approval of two second generation chimeric antigen ...

연구

암 연구학

A Spheroid Killing Assay by CAR T Cells

자동차 T 세포에 의해 회전 타원 체 살인 분석 결과

Immunotherapy has become a field of growing interest in the fight against cancer otherwise untreatable. Among all immunotherapeutic methods, chimeric ...

In Vitro Tumor Cell Rechallenge For Predictive Evaluation of Chimeric Antigen Receptor T Cell Antitumor Function

체 외 종양 세포 Rechallenge 공상 항 원 수용 체 T 세포 Antitumor 기능 예측 평가

The field of chimeric antigen receptor (CAR) T cell therapy is rapidly advancing with improvements in CAR design, gene-engineering approaches and ...

Using CRISPR/Cas9 to Knock Out GM-CSF in CAR-T Cells

CRISPR/Cas9를 사용하여 CAR-T 셀에서 GM-CSF를 제거합니다.

Chimeric antigen receptor T (CAR-T) cell therapy is a cutting edge and potentially revolutionary new treatment option for cancer. However, there are ...

Manufacturing Chimeric Antigen Receptor (CAR) T Cells for Adoptive Immunotherapy

Manufacturing Chimeric Antigen Receptor CAR T Cells for Adoptive Immunotherapy

입양 면역 요법을 위한 키메라 항원 수용체 (CAR) T 세포 제조

Adoptive immunotherapy holds promise for the treatment of cancer and infectious disease. We describe a simple approach to transduce primary human T cells ...

Using Human Induced Pluripotent Stem Cells for the Generation of Tumor Antigen-specific T Cells

종양 항원 특이적 T 세포의 생성을 위한 인간 유도 만능 줄기 세포를 사용하여

The generation and expansion of functional T cells in vitro can lead to a broad range of clinical applications. One such use is for the treatment of ...

Ultrasound-Guided Orthotopic Implantation of Murine Pancreatic Ductal Adenocarcinoma

뮤린 췌장 연성 선암의 초음파 유도 정형 외 이식

The recent success of immune checkpoint blockade in melanoma and lung adenocarcinoma has galvanized the field of immuno-oncology as well as revealed the ...

Robot Assisted Distal Pancreatectomy with Celiac Axis Resection (DP-CAR) for Pancreatic Cancer: Surgical Planning and Technique

Robot Assisted Distal Pancreatectomy with Celiac Axis Resection DP-CAR for Pancreatic Cancer: Surgical Planning and Technique

췌장암을 위한 체강 축 절제술 (DP-CAR)를 가진 로봇 지원 황실 판생성절제술: 외과 계획 및 기술

Malignant pancreatic tumors involving the celiac artery can be resected with a distal pancreatectomy, splenectomy and celiac axis resection (DP-CAR), ...

Dynamic Imaging of Chimeric Antigen Receptor T Cells with [18F]Tetrafluoroborate Positron Emission Tomography/Computed Tomography

Dynamic Imaging of Chimeric Antigen Receptor T Cells with [18F]Tetrafluoroborate Positron Emission Tomography/Computed Tomography

키메라 항원 수용체 T 세포의 동적 이미징 [18F]테트라플루오로보레이트 양전자 방출 단층 촬영/컴퓨터 단층 촬영

T cells genetically engineered to express chimeric antigen receptors (CAR) have shown unprecedented results in pivotal clinical trials for patients with B ...

Natural Killer (NK) and CAR-NK Cell Expansion Method using Membrane Bound-IL-21-Modified B Cell Line

Natural Killer NK and CAR-NK Cell Expansion Method using Membrane Bound-IL-21-Modified B Cell Line

멤브레인 결합-IL-21-변형 B 세포주를 이용한 자연살해(NK) 및 CAR-NK 세포 확장 방법

Chimeric antigen receptor (CAR)-modified immune cell therapy has become an emerging treatment for cancers and infectious diseases. NK-based immunotherapy, ...