Iz induciranih pluripotentnih izvornih celic pripravljeni človeški limfociti T za terapijo raka

From Wiki FKKT

Jump to: navigation, search

Razvoj imunoterapevtskih pristopov za zdravljenje rakavih obolenj velja za enega pomembnejših znanstvenih dosežkov v letu 2013. Zdravljenje z adoptivnim prenosom limfocitov T zahteva previden izbor donorjev celic T oz. izražanje himernih antigenskih receptorjev (CAR) v bolnikovih celicah T, ki se ga doseže z genskim inženirstvom. Themeli in sod. so v svoji raziskavi združili tehnologijo CAR s tehnologijo induciranih pluripotentnih izvornih celic (iPSC), saj so želeli izkoristiti lastnosti obeh pristopov za razvoj neomejenega vira terapevstkih limfocitov T.

Contents

Ideja

Izražanje himernih antigenskih receptorjev s pomočjo genskega spreminjanja limfocitov T se v kliničnih študijah kaže kot obetajoč imunoterapevtski pristop za zdravljenje različnih vrst raka. Himerni antigenski receptorji so fuzijski proteini, ki vsebujejo domeno scFv izbranega monoklonskega protitelesa, transmembransko regijo in znotrajcelično signalizacijsko domeno. Vezava antigena na tako spremenjene celice T je neodvisna od kompleksa MHC, hkrati pa je dosežena aktivacija teh celic, podobno kot pri vezavi predstavljenega antigena na TCR. Themeli in sod. so uporabili CAR, ki veže antigen CD19, ki je izražen pri veliki večini levkemij in limfomov.

Uporaba iPSC namesto avtolognih ali donorskih limfocitov T je zanimiva ker teoretično predstavljajo neomejen vir željenih terapevtskih celic za zdravljenje z adoptivnim prenosom celic T. Za razliko od celic iPSC, in vitro namnožene celice T namreč niso sposobne neomejenega deljenja. V opisani raziskavi so z uporabo tehnologij CAR in iPSC želeli razviti nov pristop za adoptivno imunoterapijo, ki bi združil najboljše iz obeh svetov: od kompleksa MHC neodvisno prepoznavanje tumorskih antigenov in neomejeno razpoložljivost celic iPSC za pridobivanje terapevtskih limfocitov T.

Rezultati

Celice iPSC so pridobili s transdukcijo limfocitov T zdravih donorjev z retrovirusnimi vektorji, ki so nosili zapise za gene KLF4, SOX2, OCT-4 in C-MYC, ki so odgovorni za transformacijo celic v izvorne. Izbran klon tako pridobljenih celic T-iPSC so zatem transducirali še z lentivirusnim vektorjem, ki je zapisoval za CAR, ki prepoznava CD19, in rdeči fluorescenčni protein mCherry. Limfocite T so iz celic T-iPSC pridobili z in vitro diferenciacijo ob ustreznih gojitvenih pogojih in rastnih faktorjih. Med 25. in 30. dnem diferenciacije je bila večina gojenih celic CD3+ TCRαβ+ in so izražale tako željeni CAR, kot tudi enak TCR kot starševska linija T-iPSC (celice 1928z-T-iPSC-T).

Delovanje tako pridobljenih celic T so najprej preizkusili na celicah NIH-3T3, ki so izražale antigen CD19. V kokulturi so celice 1928z-T-iPSC-T prepoznale antigen in vezale celice 3T3. 24 ur po nacepitvi so celice 1928z-T-iPSC-T tvorile skupke okoli celic 3T3 in povzročile lizo celic. Celice 1928z-T-iPSC-T so ob izpostavljenosti antigenu CD19 začele izražati markerje za aktivacijo T-celic in izločati citokine IL-2, TNFα in IFNγ. S tem so potrdili, da imajo pridobljene celice nekaj lastnosti, značilnih za navadne limfocite T.

Da bi bolje razumeli naravo pridobljenih celic 1928z-T-iPSC-T, so raziskovalci izvedli ekspresijsko profiliranje teh celic na mikročipu. Rezultate so primerjali z profili izražanja mRNA naivnih celic B, CD4+ celic T, CD8+ celic T, CD3+ CD56+ celic T, γδ celic T in celic ubijalk. Izkazalo se je, da so ustvarjene celice 1928z-T-iPSC-T najbolj podobne γδ celicam T. Raziskovalci preverili še razlike v izražanju neaktiviranih in aktiviranih (prisotnost celic 3T3-CD19) celic 1928z-T-iPSC-T. Ugotovili so, da se ob aktivaciji profil izražanja genov spremeni na način, ki je značilen za odziv tipa 1, ki ga navadno usmerjajo celice Th1.

Citotoksičnost celic 1928z-T-iPSC-T so nazadnje preizkusili še in vitro na mišjih limfomskih celicah, ki so izražale človeški CD19 in in vivo na mišjem ksenogenskem tumorskem modelu. Živalski model so pripravili z injiciranjem CD19+ Raji celic človeškega Burkittovega limfoma, ki so izražale fuzijo GFP in luciferaze. Tako in vitro kot in vivo so uspeli pokazati lizo celic, ki so izražale antigen CD19. Za primerjavo so pri poskusih in vivo uporabili tudi αβ in γδ celice T, ki so izražale CAR, specifičen za CD19. Tudi ti transducirani limfociti T so bili izolirani iz istega donorja kot starševska linija celic 1928z-T-iPSC-T. Ugotovili so, da je nivo izražanja receptorja CAR pri celicah 1928z-T-iPSC-T bistveno nižji kot pri αβ in γδ celicah T, ki so jih uporabili v in vivo eksperimentu. Rezultati so pokazali, da so pridobljene celice 1928z-T-iPSC-T podobno uspešne pri omejevanju razvoja tumorja, kot γδ celice T, ki so izražale CAR. Za najuspešnejše pa so se izkazale CAR+ αβ celice T, saj je bila pri miškah, zdravljenih s temi celicami, opažena popolna regresija tumorja v 5. tednu (eksperiment je trajal 7 tednov). Avtorji članka so bili kljub temu zadovoljni z rezultatom, saj so celice 1928z-T-iPSC-T delovale enako uspešno kot njim najbolj podobni limfociti T.

Zaključek

Avtorjem članka je uspelo iz celic T-iPSC pripraviti celice, ki izražajo specifične receptorje CAR. Ugotovili so, da imajo tako pridobljene celice lastnosti γδ celic T, čeprav izražajo na površini poleg transduciranega receptorja CAR tudi endogeni αβ TCR. Avtorji se nameravajo posvetiti razumevanju diferenciacije celic iz izvornih celic iPSC, saj bi si želeli pripraviti tudi druge tipe limfocitov T in dodatno vplivati na njihove lastnosti.

Limfociti T, pripravljeni iz celic iPSC, katere izražajo himerni antigenski receptor, bi bili zlasti primerni za zdravljenje z adoptivnim prenosom celic pri bolnikih, ki nimajo dovolj limfocitov za izolacijo. Takšni so bolniki, okuženi z virusom HIV ter močno imunosupresirani bolniki.

Članek

  • Themeli M, Kloss CC, Ciriello G, Fedorov VD, Perna F, et al. 2013. Generation of tumor-targeted human T lymphocytes from induced pluripotent stem cells for cancer therapy. Nat. Biotechnol. 31(10):928
Personal tools