Incucyte®實時活細胞成像在TCR-T細胞療法開發(fā)中的應用

今年8月，Adaptimmune宣布其TCR-T細胞療法Afami-cel已經獲得美國FDA批準上市，這是全球首款獲批上市用于治療實體瘤的TCR-T細胞療法。首款TCR-T細胞療法獲批上市令行業(yè)振奮，自2017年FDA批準Kymriah以來，不斷有新的細胞治療產品獲批。細胞治療領域的范圍不斷擴大，新的免疫細胞和基質細胞的新技術正在研究中，全球研發(fā)項目也在不斷增加。

就讓我們跟隨著“細胞治療之父”Carl June教授的研究進展，看看Incucyte®實時活細胞成像如何在該領域大展身手。

2013
TCR-T療法的開拓^[1]

2013年發(fā)表在《Science Translational Medicine》的論文，詳細分析了針對MAGE A3抗原的T細胞受體（TCR）在癌癥治療中的開發(fā)、測試及其影響。研究人員開發(fā)了一種特異性針對HLA-A*01限制的MAGE A3抗原的高親和力T細胞受體，用于過繼性療法以靶向表達MAGE A3抗原的癌細胞。使用Incucyte®測試了腫瘤細胞殺傷實驗以及針對心肌細胞殺傷體外實驗的安全性評估。
不同突變的 MAGE A3 TCR-T（a3a，a3b,b2a,b2b等）細胞對腫瘤細胞殺傷實驗: 通過 Incucyte®平臺檢測凋亡細胞數。以HLA - A * 01 + （括號中顯示為 +/++/+++ HLA-A*01 狀態(tài)）不同腫瘤細胞為靶細胞，將其與轉導的TCR-T細胞共培養(yǎng)，并檢測細胞凋亡情況，以此評估T細胞對腫瘤細胞的殺傷效果。


iCell殺傷實驗：將iCell心肌細胞與a3a和野生型轉導的T細胞共培養(yǎng)，使用Incucyte®的相差圖像觀察iCell在24小時后的存活情況，以評估a3a 轉導的T對iCell的殺傷作用。iCells 會被 a3a轉導的T細胞殺死，但不會被野生型轉導的T細胞殺死。提示表達高親和力MAGE A3 TCR的T細胞注入患者體內可能會對心臟組織產生致命毒性。
 

因為Incucyte®軟件計算的準確性和成像清晰度，C.June是最早使用Incucyte®的客戶之一


2020
CAR-M創(chuàng)始文章^[2]

2020年Carl June團隊在《Nature Biotechnology》上發(fā)表的關于通過基因工程改造人類巨噬細胞使其表達嵌合抗體受體（CAR）來治療癌癥的研究�？紤]到巨噬細胞獨特的效應功能和他們穿透腫瘤的能力，研究者用CAR基因改造了人巨噬細胞以引導它們針對腫瘤的吞噬活性。CAR-Ms（CAR巨噬細胞）在體外展現(xiàn)出了抗原特異性的吞噬作用以及腫瘤清除。在兩個實體瘤異種移植小鼠模型中，單次輸注CAR-Ms降低了腫瘤負擔并且延長了整體生存。Incucyte®用來評估CAR-M對腫瘤細胞的吞噬和殺傷作用 CAR-M對腫瘤細胞的吞噬和殺傷作用
Incucyte®結果：h圖，pH依賴性染料和Her2標記的微球被UTD（未轉導）或CAR-M吞噬的情況，說明CAR19ζ巨噬細胞以一種抗原特異性的方式吞噬攜帶抗原的腫瘤細胞。K圖,殺傷動力學試驗，使用Incucyte®評估在10:1的E:T比率下，UTD或CAR-M對SKOV3細胞的殺傷動力學。CAR-M以一種劑量和時間依賴性的方式根除了SKOV3。
 
 
無論終點法還是實時的細胞效應，Incucyte®都在行！
 
 
2022
TCR-T突破性發(fā)現(xiàn)^[3]

2022 年Carl June團隊在《Nature》上發(fā)表論文介紹使用合成的IL-9受體來增強用于治療實體腫瘤的過繼細胞療法。將正交IL-2受體胞外域（ECD）與共同γ鏈（γc）細胞因子IL-4、IL-7、IL-9和IL-21受體的胞內域（ICD）融合，作為嵌合抗原受體的信號轉導序列IL-2Rβ-ECD-IL-9R-ICD（o9R）其轉導的T細胞在小鼠黑色素瘤和胰腺癌模型中表現(xiàn)出優(yōu)越的抗腫瘤效力。本文中使用Incucyte®進行實時細胞殺傷實驗和TCR-T細胞連續(xù)殺傷實驗。


Incucyte®數據：人黑色素瘤細胞（nRFP-M407）在加入未轉導或共轉導的T細胞（ho2R–NYESO1-TCR或ho9R–NYESO1-TCR）后的殺傷效力。每72小時加入新的黑色素瘤細胞，并使用Incucyte®系統(tǒng)進行實時監(jiān)測。ho9R–NYESO1-TCR可以對腫瘤細胞連續(xù)殺傷，而不衰竭。
 
 
連續(xù)殺傷往往要做很長時間，比如兩個星期，活細胞成像的無干擾拍攝優(yōu)勢就體現(xiàn)出來了！


2024
NK細胞凍不得，但是有辦法！^[4]

今年4月份Carl June團隊在《Nature Communications》發(fā)表的關于自然殺傷（NK）細胞在冷凍保存后功能受損的機制以及通過細胞因子預處理來改善其恢復和功能的方法。研究發(fā)現(xiàn)冷凍保存后的NK細胞在解凍后通過細胞凋亡死亡，主要由于細胞毒性顆粒中的顆粒酶B泄漏。作者提出在冷凍保存前對NK細胞進行白細胞介素-15（IL-15）和白細胞介素-18（IL-18）的聯(lián)合預處理可以恢復NK細胞的功能。Incucyte®來測試實時的細胞毒性和凋亡實驗。


Incucyte®結果：e圖，使用K562細胞作為靶細胞，檢測NK細胞在冷凍保存前后的細胞毒性。結果表明，冷凍保存后的NK細胞的細胞毒性顯著低于非冷凍保存的NK細胞。b圖，Incucyte®Caspase-3/7染料來指示早期凋亡。結果發(fā)現(xiàn)，從解凍后4小時開始，冷凍保存的NK細胞中caspase-3/7激活水平高于非冷凍保存的NK細胞，并在9小時后迅速上升至平臺期。c圖使用Incucyte® Cytox NIR染料來指示細胞死亡，實驗從解凍后12小時開始檢測到細胞死亡，并且在剩余的時間內細胞死亡數量逐漸增加。表明冷凍保存的NK細胞在解凍后會經歷程序性細胞死亡，而不是由于急性物理損傷導致的壞死。


Incucyte®結果：使用IL-15+IL-18預處理的NK細胞在冷凍保存前后的細胞殺傷結果表明經過IL-15+IL-18預處理的NK細胞，其細胞毒性在冷凍前后保持相似。說明IL-15+IL-18預處理對NK細胞的保護作用，促進NK細胞的恢復功能。


Incucyte®證實了冷凍保存的NK細胞死亡是在解凍后的一段時間內逐漸發(fā)生的，而不是立即發(fā)生的壞死，明確了凋亡發(fā)生的時間進程。活細胞實時成像，不讓您錯過每個細節(jié)。



為什么細胞治療研究要用Incucyte®實時活細胞分析系統(tǒng)呢？

• 培養(yǎng)箱內可長達數周的連續(xù)觀察，最短幾分鐘間隔拍攝，減少人力，防止過多操作對細胞的傷害
• 6個板位，分別獨立設置檢測程序，可以兼容各種孔板和培養(yǎng)皿，通量高
• 高效簡便的模塊化軟件設置和數據分析，輸出圖片、視頻、生長曲線等多指標多參數
• 大于100種優(yōu)化過的活細胞專用熒光試劑、耗材及詳盡的Protocol，文章數大于16,000篇

只要放好您的細胞，其他交給Incucyte® 吧！

 

-參考文獻-

[1] Cameron BJ, Gerry AB, Dukes J, et al. Identification of a Titin-derived HLA-A1-presented peptide as a cross-reactive target for engineered MAGE A3-directed T cells. Sci Transl Med. 2013;5(197):197ra103.

[2] Klichinsky M, Ruella M, Shestova O, et al. Human chimeric antigen receptor macrophages for cancer immunotherapy. Nat Biotechnol. 2020;38(8):947-953.

[3] Kalbasi A, Siurala M, Su LL, et al. Potentiating adoptive cell therapy using synthetic IL-9 receptors. Nature. 2022;607(7918):360-365.

[4] Berjis A, Muthumani D, Aguilar OA, et al. Pretreatment with IL-15 and IL-18 rescues natural killer cells from granzyme B-mediated apoptosis after cryopreservation. Nat Commun. 2024;15(1):3937