Ảnh hưởng của Mức độ Oxy đến Sinh lý của Tế bào Dendrit: Ý nghĩa đối với Liệu pháp Tế bào Nhận tạo

Molecular Medicine - Tập 17 - Trang 910-916 - 2011
Diahnn Futalan1, Chien-Tze Huang1, Ingo G. H. Schmidt-Wolf2, Marie Larsson3, Davorka Messmer1
1Moores Cancer Center, University of California San Diego, La Jolla, USA
2Department of Internal Medicine, Rheinische Friedrich-Wilhelms Universitaet, Bonn, Germany
3Division of Molecular Virology, Department of Clinical and Experimental Medicine, Linköping University, Linköping, Sweden

Tóm tắt

Các phương pháp liệu pháp miễn dịch khối u dựa trên tế bào dendrit (DC) đã cho thấy những kết quả đầy hứa hẹn, nhưng tỷ lệ giảm khối u vẫn thấp và cần thiết phải xác định các điều kiện nuôi cấy nhằm tạo ra các tế bào DC với tiềm năng Th1 mạnh hơn. Thông thường, các tế bào DC được biệt hóa trong các lồng ấp CO2 dưới điều kiện oxy ở mức khí quyển (21% O2), điều này khác với mức oxy sinh lý chỉ có 3–5% trong mô, nơi phần lớn các tế bào DC cư trú. Chúng tôi đã điều tra xem việc biệt hóa và trưởng thành của các tế bào DC dưới mức oxy sinh lý có thể sản xuất ra những tế bào DC kích thích T-cell mạnh hơn để sử dụng trong liệu pháp miễn dịch nhận tạo hay không. Chúng tôi phát hiện rằng các tế bào DC chưa trưởng thành được biệt hóa dưới mức oxy sinh lý cho thấy một sự giảm nhẹ nhưng có ý nghĩa trong khả năng nội bào của chúng. Các mức oxy khác nhau không ảnh hưởng đến việc tăng cường biểu hiện của cụm phân biệt 54 (CD54), CD40, CD83, CD86, thụ thể hóa chất C-C kiểu 7 (CCR7), thụ thể hóa chất C-X-C kiểu 4 (CXCR4) và kháng nguyên bạch cầu người (HLA)-DR hay sự tiết interleukin (IL)-6, yếu tố hoại tử khối u (TNF)-α và IL-10 dưới tác động của lipopolysaccharide (LPS) hoặc cocktail cytokine. Tuy nhiên, các tế bào DC biệt hóa ở mức oxy sinh lý tiết ra lượng lớn hơn IL-12(p70) sau khi tiếp xúc với LPS hoặc ligands CD40. Các tế bào DC chưa trưởng thành được biệt hóa ở mức oxy sinh lý làm tăng sự phát triển của T-cell, nhưng không có sự khác biệt nào được quan sát cho các tế bào DC trưởng thành liên quan đến việc kích hoạt T-cell. Kết luận, chúng tôi cho thấy mặc dù các tế bào DC được sinh ra dưới các điều kiện oxy khí quyển hoặc sinh lý chủ yếu có chức năng và kiểu hình tương tự nhau, các tế bào DC biệt hóa ở mức oxy sinh lý tiết ra một lượng lớn hơn IL-12(p70). Kết quả này có thể có ý nghĩa đối với việc sử dụng các tế bào DC được tạo ra ex vivo cho các nghiên cứu lâm sàng, vì các tế bào DC biệt hóa ở mức oxy sinh lý có thể kích thích tăng cường các phản ứng Th1 in vivo.

Từ khóa

#tế bào dendrit #liệu pháp miễn dịch nhận tạo #oxy sinh lý #T-cell #IL-12

Tài liệu tham khảo

Steinman RM, Banchereau J. (2007) Taking dendritic cells into medicine. Nature. 449:419–26. Steinman RM. (2007) Dendritic cells: understanding immunogenicity. Eur. J. Immunol. 37 Suppl 1:S53–60. Steinman RM, Mellman I. (2004) Immunotherapy: bewitched, bothered, and bewildered no more. Science. 305:197–200. Dhodapkar KM, Banerjee D, Steinman RM. (2005) Harnessing the immune system against human glioma. Ann. N. Y. Acad. Sci. 1062:13–21. Schuler G, Schuler-Thurner B, Steinman RM. (2003) The use of dendritic cells in cancer immunotherapy. Curr. Opin. Immunol. 15:138–47. Gilboa E. (2004) The promise of cancer vaccines. Nat. Rev. Cancer. 4:401–11. Gilboa E. (2007) DC-based cancer vaccines. J. Clin. Invest. 117:1195–203. Banchereau J, Palucka AK. (2005) Dendritic cells as therapeutic vaccines against cancer. Nat. Rev. Immunol. 5:296–306. Nestle FO, Farkas A, Conrad C. (2005) Dendritic-cell-based therapeutic vaccination against cancer. Curr. Opin. Immunol. 17:163–9. Steinman RM, Pope M. (2002) Exploiting dendritic cells to improve vaccine efficacy. J. Clin. Invest. 109:1519–26. Palucka AK, et al. (2005) Boosting vaccinations with peptide-pulsed CD34+ progenitor-derived dendritic cells can expand long-lived melanoma peptide-specific CD8+ T cells in patients with metastatic melanoma. J. Immunother. 28:158–68. Dhodapkar MV, Steinman RM, Krasovsky J, Munz C, Bhardwaj N. (2001) Antigen-specific inhibition of effector T cell function in humans after injection of immature dendritic cells. J. Exp. Med. 193:233–8. Palucka AK, et al. (2003) Single injection of CD34+ progenitor-derived dendritic cell vaccine can lead to induction of T-cell immunity in patients with stage IV melanoma. J. Immunother. 26:432–9. Dhodapkar MV, et al. (1999) Rapid generation of broad T-cell immunity in humans after a single injection of mature dendritic cells. J. Clin. Invest. 104:173–80. Yu JS, et al. (2004) Vaccination with tumor lysatepulsed dendritic cells elicits antigen-specific, cytotoxic T-cells in patients with malignant glioma. Cancer Res. 64:4973–9. Lee WC, et al. (2005) Vaccination of advanced hepatocellular carcinoma patients with tumor lysate-pulsed dendritic cells: a clinical trial. J. Immunother. 28:496–504. Chang AE, et al. (2002) A phase I trial of tumor lysate-pulsed dendritic cells in the treatment of advanced cancer. Clin. Cancer Res. 8:1021–32. Su Z, et al. (2005) Telomerase mRNA-transfected dendritic cells stimulate antigen-specific CD8+ and CD4+ T cell responses in patients with metastatic prostate cancer. J. Immunol. 174:3798–807. Van Tendeloo VF, et al. (2001) Highly efficient gene delivery by mRNA electroporation in human hematopoietic cells: superiority to lipofection and passive pulsing of mRNA and to electroporation of plasmid cDNA for tumor antigen loading of dendritic cells. Blood. 98:49–56. Nair SK, et al. (1998) Induction of primary carcinoembryonic antigen (CEA)-specific cytotoxic T lymphocytes in vitro using human dendritic cells transfected with RNA. Nat. Biotechnol. 16:364–9. Gilboa E, Vieweg J. (2004) Cancer immunotherapy with mRNA-transfected dendritic cells. Immunol. Rev. 199:251–63. Bubenik J. (2001) Genetically engineered dendritic cell-based cancer vaccines (Review). Int. J. Oncol. 18:475–8. Steinman RM. (2003) The control of immunity and tolerance by dendritic cell. Pathol. Biol. (Paris). 51:59–60. Steinman RM, Hawiger D, Nussenzweig MC. (2003) Tolerogenic dendritic cells. Annu. Rev. Immunol. 21:685–711. De Vries IJ, et al. (2003) Effective migration of antigen-pulsed dendritic cells to lymph nodes in melanoma patients is determined by their maturation state. Cancer Res. 63:12–7. Schuler-Thurner B, et al. (2002) Rapid induction of tumor-specific type 1 T helper cells in metastatic melanoma patients by vaccination with mature, cryopreserved, peptide-loaded monocyte-derived dendritic cells. J. Exp. Med. 195:1279–88. Jonuleit H, et al. (1997) Pro-inflammatory cytokines and prostaglandins induce maturation of potent immunostimulatory dendritic cells under fetal calf serum-free conditions. Eur. J. Immunol. 27:3135–42. Palucka AK, et al. (2006) Dendritic cells loaded with killed allogeneic melanoma cells can induce objective clinical responses and MART-1 specific CD8+ T-cell immunity. J. Immunother. 29:545–57. O’Rourke MG, et al. (2003) Durable complete clinical responses in a phase I/II trial using an autologous melanoma cell/dendritic cell vaccine. Cancer Immunol. Immunother. 52:387–95. Campbell JA. (1925) The influence of O(2)-tension in the inspired air upon the O(2)-tension in the tissues. J. Physiol. 60:20–9. Laser H. (1937) Tissue metabolism under the influence of low oxygen tension. Biochem. J. 31:1671–6. Caldwell CC, et al. (2001) Differential effects of physiologically relevant hypoxic conditions on T lymphocyte development and effector functions. J. Immunol. 167:6140–9. Atkuri KR, Herzenberg LA, Niemi AK, Cowan T. (2007) Importance of culturing primary lymphocytes at physiological oxygen levels. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 104:4547–52. Atkuri KR, Herzenberg LA. (2005) Culturing at atmospheric oxygen levels impacts lymphocyte function. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 102:3756–9. Yang M, et al. (2009) Hypoxia skews dendritic cells to a T helper type 2-stimulating phenotype and promotes tumour cell migration by dendritic cell-derived osteopontin. Immunology. 128:e237–49. Wang Q, et al. (2010) Reoxygenation of hypoxia-differentiated dentritic cells induces Th1 and Th17 cell differentiation. Mol. Immunol. 47:922–31. Chu P, Wierda WG, Kipps TJ. (2000) CD40 activation does not protect chronic lymphocytic leukemia B cells from apoptosis induced by cytotoxic T lymphocytes. Blood. 95:3853–8. Sinistro A, et al. (2007) Lipopolysaccharide desensitizes monocytes-macrophages to CD40 ligand stimulation. Immunology 122:362–70. Banchereau J, Steinman RM. (1998) Dendritic cells and the control of immunity. Nature. 392:245–52. Osada T, Clay TM, Woo CY, Morse MA, Lyerly HK. (2006) Dendritic cell-based immunotherapy. Int. Rev. Immunol. 25:377–413. Banerjee DK, Dhodapkar MV, Matayeva E, Steinman RM, Dhodapkar KM. (2006) Expansion of FOXP3high regulatory T cells by human dendritic cells (DCs) in vitro and after injection of cytokine-matured DCs in myeloma patients. Blood. 108:2655–61.