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科研干货|免疫细胞如何杀伤肿瘤细胞

生物制药小编  · 公众号  · 药品  · 2018-10-28 10:39

正文

01

免疫细胞对肿瘤细胞杀伤活性检测

(ADCC/ADCP/CDC)

体外用来评价细胞活性的方法种类繁多,每种方法的实验原理、检测技术、检测特点及所用仪器都不尽相同(如下图) 。传统的细胞活性评价方法,如MTT、CCK8及ATP检测等,虽能评价细胞的活性,但无法区别免疫细胞和肿瘤细胞;而LDH检测、DELFIA BATDA细胞膜通透性检测和基于显微成像的细胞活性检测可以特异性检测免疫细胞对肿瘤细胞的杀伤活性。

LDH方法是通过细胞裂解后会将乳酸脱氢酶(Lactate Dehydrogenase, LDH) 释放到上清中,吸取上清加入底物四氮唑蓝(Trazolium Salt),底物在LDH的作用下被还原成在490-520 nm波长有特异光吸收的甲瓒产物(Formazan),通过光吸收检测甲瓒产物的含量来评价肿瘤细胞被裂解的效果但由于除了肿瘤细胞(Target)会被裂解释放LDH收外,免疫细胞(Effector)也会存被在非特异性裂解释放LDH以外,因此该方法无法精确判断LDH的来源,在特异性方面存在一定的局限性。


DELFIA BATDA细胞膜通透性方法能有效排除LDH方法中免疫细胞非特异性裂 解的干扰。BATDA为特异性乙酰酯化探针,可标记肿瘤细胞,酯化的BATDA可 穿透细胞膜随后被乙酰酯酶去乙酰化,去乙酰化的TDA不能再次透过细胞膜 而滞留的细胞内。洗去多余染料后加入免疫细胞一起孵育,被裂解的肿瘤细胞 将TDA释放到上清中,并与时间分辨荧光探针Eu形成Eu-TDA复合物,最终通过 检测Eu-TDA的时间分辨荧光信号,来评价免疫细胞对肿瘤细胞的特异杀伤活 性。BATDA检测方法在保证标记特异性的基础上,从可操作性、安全性及数据稳 定性等方面也更有优势。


02

免疫细胞对肿瘤细胞杀伤活性检测

(ADCC/ADCP/CDC)

如前篇所述,对于抗体药物的开发,可通过改造Fc区域的氨基酸序列或糖基化,提高/降低抗体对Fc受体的亲和力,从而改善抗体介导的免疫细胞对靶细胞的杀伤功能,如ADCC/ADCP/CDC。而对于免疫细胞杀伤活性检测,除常用的生化检测方法以外,借助全自动显微成像高内涵分析技术平台的发展,可以更直观的对细胞、甚至3D细胞球及微组织的形态结构、空间改变、相互作用、时间效应等参数进行多维度实时检测和定量分析。

[Bioprocessing Journal 2016 Vol15/ No1]


罗氏集团的科研团队在2016年PLos ONE杂志上发表的文章中,使用高内涵系统Operetta对CD44治疗抗体介导的巨噬细胞吞噬过程,进行了长达10个小时的实时检测(如下图)。图中绿色为CMFDA Green标记的肿瘤细胞,黄色为CMTMROrange标记的巨噬细胞,图中白色箭头处可观察到被巨噬细胞吞噬的肿瘤细胞,通过Harmony分析软件可对连续观测的图像进行定量分析,以实时比对CD44 抗体处理组与空白组相比巨噬细胞对肿瘤细胞的杀伤效果。

《 左右滑动查看图片 》

[Targeting Tumor Cells with Anti-CD44 Antibody Triggers Macrophage-Mediated Immune Modulatory Effects in a Cancer Xenograft Model. 2016. PLoS ONE]


上海细胞治疗研究院团队提供利用表达PD-L1抗体的CAR-T细胞增强免疫细胞对3D肿瘤细胞的特异性杀伤,以提高免疫治疗效果。使用高内涵成像系统Operetta以2h间隔连续采集24h的活细胞影像,实时观察PD-L1/CAR-T细胞对3D肿瘤细胞的浸润及杀伤效果,与对照组相比PD-L1/CAR-T细胞的免疫杀伤效果随时间和剂量呈增加趋势,通过Harmony分析软件可进一步精确定量3D肿瘤细胞凋亡的状况。

《 左右滑动查看图片 》

【图片及数据由上海细胞治疗研究院提供:SKOV3 肿瘤细胞由 Hochest 染为蓝色,CAR-T 细胞由 Calcein 染为为绿色,死细胞由 PI 染为红色。】


03

单抗药物 Trastuzumab 抑制增殖及 HER2 靶向性研究

单抗作为抑制细胞增殖类的主要治疗性药物,其作用机理繁多,且靶点也不尽相同。对于单抗药物的早期评价及功能性验证,需要灵敏度高、特异性好的检测方法。目前常用的细胞肿瘤活性实验原理通常为检测细胞代谢物活性,如MTT/MTS/CCK8及ATP检测3等1,4 而这些方法都不能直接反应细胞真实的增殖状况。Jonas Helma等人在2017年SLAS Discovery杂志上,使SLA用S DOipsceorevettray H22C(S3系)统,通过简单且灵敏的EdU方法,评价Trastuzumab对不同肿瘤细胞系细胞增殖DNA合成速度的影响(如下图)。







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