同种异体细胞免疫疗法(将健康供体的免疫细胞注入患者中)由于其成本效益,可伸缩性和点播可用性而有可能彻底改变癌症治疗。然而,同种异体细胞的免疫原性和有限的持久性仍然是实现这些疗法持续和稳健的抗肿瘤反应的重要障碍。一种解决同种异细胞免疫原性的常见策略是HLA分子的遗传基因敲除,这是向T细胞呈现抗原的表面蛋白,这有效地消除了T细胞介导的排斥反应。然而,这些HLA分子的丢失通过缺失自然识别而被宿主自然杀手(NK)细胞触发了排斥。因此,有必要将靶向NK细胞的免疫调节策略与HLA敲除,以便充分保护同种异体细胞免受宿主免疫系统的影响。在本次研讨会中,我首先证明,敲除免疫突触中的关键粘附配体,特别是ICAM-1和CD58,广泛保护了同种异体IPSC衍生的NK细胞免受宿主NK细胞介导的抑制的抑制。然后,我将讨论如何将这种方法扩展到Adapt NK细胞平台,这是一种高度细胞毒性的,由体内扩展的原发性NK细胞平台,该平台有助于进入临床试验。在这种情况下,我通过将基于microRNA的SHRNA掺入嵌合抗原受体(CAR)质粒中,开发了一种单发方法来敲击粘附配体敲低,从而可以同时增强适应性NK细胞功能和对异常的耐药性。我将通过概述我对未来实验室的愿景来结束研讨会,我的目标是将我在NK细胞工程中的专业知识与我的生物材料背景相结合,以开发下一代NK细胞疗法,以治疗实体瘤和免疫介导的疾病。
抽象的NK细胞介导了许多抗肿瘤作用,并且受到审查的增加,作为癌症免疫治疗方案的潜在靶标,无论是直接效应子还是有助于总体抗肿瘤功效。肥胖症,一种过度肥胖和改变代谢组学的状况,已经达到了大流行水平并继续升高。肥胖症和与之相关的元炎性状态与许多癌症的发病率,进展和较差的临床结局相关。肥胖症也已被证明是大多数免疫细胞类型的抑制性,包括天然杀伤(NK)细胞,这可能会影响肿瘤结局。然而,还有一些“肥胖悖论”,其中某些免疫治疗方案(例如免疫检查点阻断)会导致肥胖症的T细胞反应更大。最近的证据还表明,肥胖对NK细胞的抑制作用既可以直接又间接。仍然存在许多有关受肥胖和功能后果影响的NK细胞的不同途径和阶段以及评估它们的模型的问题。这些数据表明肥胖对NK细胞的抑制特性表明,现在应该将其视为可能影响基于NK细胞的癌症免疫疗法方案的关键参数。
图1:a)在通过流式细胞仪测量的每个天中,不同供体的NK细胞(CD56 +,CD3-)的折叠膨胀。b)在通过流式细胞仪测量的每个天,不同供体的T细胞(CD56 +,CD3 +)的折叠膨胀。c)在通过流式细胞仪测量的每个天,不同供体的T细胞(CD56-,CD3 +)的折叠膨胀。d)在第0-3、3-8和8-15天之间通过流式细胞仪测量的明显生长速率。e)在所有分析的天数中的所有细胞的UMAP投影,每个捐赠者颜色的供体颜色,其中箭头指示的群集C3是唯一基于供体的细胞聚类的区域。f)基于流式细胞仪和转录组注释基于NK细胞的细胞类型测定之间的比较。g)从分析当天着色的每个供体的所有细胞的UMAP投影。h)基于流式细胞仪和转录组注释的T细胞测定细胞类型测定之间的比较。i)在所有分析的天数中所有细胞的UMAP投影,从预测细胞类型的每个供体彩色。
1. 南佛罗里达大学病理学和细胞生物学系,佛罗里达州坦帕市 2. H. Lee Moffitt 癌症中心和研究所生物统计学和生物信息学系,佛罗里达州坦帕市 3. 宾夕法尼亚大学癌症生物学系,宾夕法尼亚州费城 4. 南佛罗里达大学皮肤病学系,佛罗里达州坦帕市 5. H. Lee Moffitt 癌症中心和研究所恶性血液学系 6. 杜克大学免疫学系,北卡罗来纳州达勒姆市 7. H. Lee Moffitt 癌症和研究所病理学和实验室医学系,佛罗里达州坦帕市
表 1:与已知靶标一起增强 NK 细胞毒性的命中化合物列表。自动细胞溶解分析数据为平均值 ± SD,n=3。CHIR-99021 的测试浓度为 10 µM,而 BIO 的测试浓度为 11 µM。使用 Hoechst-33342 染色确定细胞计数 (*) 或 144 小时后的 CellTiterGlo™ (CTG; # ) 分析结果,评估命中化合物对细胞活力的影响。数据为平均值 ± SD,N=3。由于具有细胞毒性,以灰色突出显示的化合物被排除在进一步分析之外。
免疫疗法:汽车NK细胞汽车NK细胞,也称为嵌合抗原受体(CAR)天然杀伤细胞,是一种用于癌症免疫疗法的免疫细胞。天然杀手(NK)细胞是先天免疫系统的一部分,在识别和消除包括癌细胞在内的异常细胞中起着至关重要的作用。CAR NK“ Off the Beshelf”免疫疗法CAR NK细胞是通过基因修饰NK细胞在其表面表达嵌合抗原受体(CAR)而产生的。这些汽车是合成受体,旨在识别癌细胞表面上存在的特定蛋白质或抗原。一旦将汽车NK细胞注入患者的体内,他们就可以识别并靶向表达相应抗原的癌细胞,从而导致这些恶性细胞的破坏。CAR NK细胞疗法具有降低的毒性以及同时靶向多种抗原的能力。此外,NK细胞具有固有的肿瘤识别和杀伤机制,使其成为基于汽车的免疫疗法的有吸引力的候选者。汽车NK和CAR T细胞CAR NK细胞和CAR T细胞之间的区别是针对癌症免疫疗法设计的免疫细胞的类型,但是它们具有独特的特征和作用机制。细胞类型:CAR NK细胞:CAR NK细胞来自天然杀伤(NK)细胞,该细胞是先天免疫系统的一种细胞毒性淋巴细胞。CAR T细胞:CAR T细胞源自T淋巴细胞,T淋巴细胞是适应性免疫系统的一种免疫细胞。靶标识别:CAR NK细胞:CAR NK细胞主要通过其激活受体识别和靶向癌细胞,例如天然杀伤力组2D(NKG2D)受体,以及通过CAR介导的对特定抗原的识别。CAR T细胞:CAR T细胞主要通过其汽车识别和靶向癌细胞,它们的合成受体旨在识别在癌细胞表面表达的特定抗原。
741188 (LEGENDplex™ 人 CD8/NK 组检测抗体 V02) 741213 (LEGENDplex™ 缓冲液套装 R) 741190 (LEGENDplex™ 人 IL-17A 捕获珠 A3, 13X) 740268 (LEGENDplex™ 人 IL-2 捕获珠 A4, 13X) 740269 (LEGENDplex™ 人 IL-4 捕获珠 A5, 13X) 740270 (LEGENDplex™ 人 IL-10 捕获珠 A6, 13X) 741191 (LEGENDplex™ 人 IL-6 捕获珠 A7, 13X) 741192 (LEGENDplex™ 人 TNF-α 捕获珠 A10, 13X) 741193 (LEGENDplex™ 人 sFas捕获珠 B2,13X) 741194(LEGENDplex™ 人 sFasL 捕获珠 B3,13X) 741195(LEGENDplex™ 人 IFN-γ 捕获珠 B4,13X) 740277(LEGENDplex™ 人颗粒酶 A 捕获珠 B5,13X) 741196(LEGENDplex™ 人颗粒酶 B 捕获珠 B6,13X) 740279(LEGENDplex™ 人穿孔素捕获珠 B7,13X) 740280(LEGENDplex™ 人颗粒溶素捕获珠 B9,13X)
抽象背景可以通过特异性靶向触发抗体依赖性细胞介导的细胞毒性(ADCC)或通过遗传工程来表达嵌合抗原受体(CARS)来增强自然杀伤(NK)细胞的抗肿瘤活性。尽管抗体或汽车靶向,但某些肿瘤仍然对NK细胞攻击具有抗性。已知ICAM-1/LFA-1相互作用对NK细胞的自然细胞毒性的重要性,但它对ERBB2(HER2)特异性抗体曲妥珠单抗和ERBB2-培养基介导的NK细胞细胞毒性抗乳腺癌细胞诱导的ADCC的影响。方法,我们使用了表达高亲和力FC受体FcγRIIIA的NK-92细胞与曲妥珠单抗或ERBB2- CAR工程NK-92细胞(NK-92/5.28.Z)以及与ERBB2-CAR-2-CAR-2-CAR-2-CARID-ICAMID CYAMIS CYMINIC CYMINID CYMINIC CYMINID-CAR-2-CAR-2-CAR-92细胞(NK-92/5.28.z)结合使用,并或替代阻断NK细胞上的LFA-1。此外,我们特别刺激了FC受体,CAR和/或LFA-1,以研究其在免疫突触时的串扰,及其对抗体靶向抗体或靶向的NK细胞中脱粒和细胞内信号的贡献。结果阻断了LFA-1或ICAM-1的不存在会在曲妥珠单抗介导的ADCC中显着降低细胞杀伤和细胞因子释放,以针对ERBB2-阳性乳腺癌细胞,但在靶向汽车的NK细胞中并非如此。用5-Aza-2'-脱氧胞苷进行预处理,诱导ICAM-1上调,并反转ADCC中的NK细胞耐药性。此外,刺激抑制性NK细胞检查点NKG2A曲妥珠单抗单独没有充分激活NK细胞,需要额外的LFA-1共同刺激,而在CAR-NK细胞中ERBB2型车的激活会诱导的有效脱粒化,而与LFA-1无关。总内反射荧光单分子成像表明,CAR-NK细胞与排除ICAM-1的肿瘤细胞形成了不规则的免疫学突触,而曲妥珠单抗形成了典型的外周上分子超分子激活簇(PSMAC)结构。从机理上讲,ICAM-1的缺失不会影响ADCC期间的细胞 - 细胞粘附,而是导致通过PYK2和ERK1/2的信号降低,这是由CAR介导的靶向本质上提供的。
先前报告中的抽象背景,我们详细介绍了双特异性杀手型细胞参与者的隔离和工程,称为自行车:E5C1。自行车:E5C1对自然杀伤(NK)细胞激活受体的高亲和力/特异性和癌细胞上人类表皮生长因子受体2(HER2)表现出高亲和力/特异性。体外研究表明,自行车:E5C1可以激活NK细胞并诱导HER2+卵巢癌和乳腺癌细胞杀死,超过一流的单克隆抗体倍酰胺(Trastuzumab)的性能。为了将这种自行车技术推向临床应用,这项研究的目的是证明自行车:E5C1激活CD16+免疫细胞(如NK细胞和巨噬细胞)杀死癌细胞的能力,并消除NK人体化NOG小鼠中的转移性HER2+肿瘤。我们评估了自行车:E5C1激活表达CD16的外周血(PB)-NK细胞,LANK92细胞和THP-1-CD16A单核细胞巨噬细胞通过流量仪和抗体依赖性细胞介导的细胞毒性/吞噬毒性/吞噬型(ADCC)的屁股的潜力。随后,列克92细胞被选为效应细胞并进行遗传修饰以表达纳米酸酯酶基因,从而可以使用定量生物发光成像(QBLI)监测其在NK人源化NOG小鼠中的生存力。为了评估自行车的功能:E5C1在体内,我们通过腹膜内注射到HIL-15和HIL-2 NOG小鼠中引入了萤火虫表达卵巢癌细胞,创造了卵巢癌转移的模型。ADCC测定法证明IgG 1 FC区域对自行车没有影响:E5C1的抗癌活性。确认肿瘤的建立后,我们用Lank92细胞加自行车治疗了小鼠:E5C1,并使用QBLI评估了对治疗的反应。结果我们的数据表明,自行车:E5C1不仅激活Lank92细胞,还激活PB-NK细胞和巨噬细胞,从而显着增强其抗癌活性。体内结果表明,HIL-15和HIL-2 NOG小鼠模型都支持Lank92细胞的生存能力和增殖。此外,观察到自行车:E5C1激活小鼠的Lank92细胞,从而导致NK人源化HIL-15和HIL-2 NOG小鼠模型中的癌症转移消除。