Tinh sạch và nuôi cấy tế bào diệt tự nhiên (NK) cho ứng dụng lâm sàng
TÓM TẮT
Tế bào diệt tự nhiên Natural Killer (NK) đã được chứng minh có vai trò quan trọng trong đáp ứng chống
lại khối u và do đó đã được ứng dụng như là một liệu pháp miễn dịch trong điều trị ung thư. Trong nghiên
cứu này chúng tôi khái quát các phương pháp hiện có dùng để kích hoạt, làm giàu, nhân dòng và vận
chuyển các chế phẩm tế bào NK dùng cho mục đích lâm sàng.
Bạn đang xem tài liệu "Tinh sạch và nuôi cấy tế bào diệt tự nhiên (NK) cho ứng dụng lâm sàng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
Tóm tắt nội dung tài liệu: Tinh sạch và nuôi cấy tế bào diệt tự nhiên (NK) cho ứng dụng lâm sàng
120 TCNCYH 112 (3) - 2018 TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC TINH SẠCH VÀ NUÔI CẤY TẾ BÀO DIỆT TỰ NHIÊN (NK) CHO ỨNG DỤNG LÂM SÀNG Natalia Lapteva1, Susann M. Szmania2, Frits van Rhee2, Cliona M. Rooney1 1Trung tâm nghiên cứu Gene và Tế bào, Đại học Y Baylor, Houston, TX 77030; 2Đại học Y Arkansas, Little Rock, AK 72205 Người dịch: BS. Lương Hoàng Long Hiệu đính: TS.BS. Nguyễn Thanh Bình Trường Đại học Y Hà Nội *Bản dịch này người dịch đã cố gắng truyền tải thông tin một cách sát nghĩa và dễ hiểu nhất đến với bạn đọc. Tuy nhiên cũng có thể xảy ra sai sót do chưa thống nhất về một số thuật ngữ và khái niệm mới. Chúng tôi không chịu trách nhiệm về bất kỳ sai sót y khoa nào khi tham khảo, trích dẫn bài dịch này. Mọi thông tin chính xác và đầy đủ nhất xin xem bài báo nguyên gốc theo link dưới đây: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ pubmed/24941378 (Critical Reviews™ in Oncogenesis, 19(1 - 2): 121 – 132 (2014)). TÓM TẮT Tế bào diệt tự nhiên Natural Killer (NK) đã được chứng minh có vai trò quan trọng trong đáp ứng chống lại khối u và do đó đã được ứng dụng như là một liệu pháp miễn dịch trong điều trị ung thư. Trong nghiên cứu này chúng tôi khái quát các phương pháp hiện có dùng để kích hoạt, làm giàu, nhân dòng và vận chuyển các chế phẩm tế bào NK dùng cho mục đích lâm sàng. Từ khóa: tế bào diệt tự nhiên, sản xuất, sản phẩm lâm sàng Từ viết tắt: AML: Leukemia cấp dòng tủy; B-ALL: Leukemia cấp dòng lympho B; C-ALL: Leukemia cấp dòng lympho thông thường; H-SCT: Ghép tế bào gốc tạo máu; IL: interleukin; N/A: Không có thông tin; NK: Tế bào diệt tự nhiên; PBMC: Tế bào đơn nhân máu ngoại vi; SCGM: Môi trường nuôi cấy tế bào gốc. I. TỔNG QUAN Trong vòng 3 thập kỷ qua, đã có rất nhiều nỗ lực của các nhà nghiên cứu cơ bản và lâm sàng để làm sáng tỏ chức năng tế bào diệt tự nhiên NK trong đáp ứng miễn dịch chống lại các tế bào ung thư và để hiểu cơ chế hoạt động của chúng [1]. Các nghiên cứu này đã dẫn đến các thử nghiệm lâm sàng ứng dụng tế bào NK trong điều trị ung thư. Kết quả của các thử nghiệm lâm sàng đã cho thấy việc truyền tế bào NK là an toàn và có khả năng dung nạp tốt, đồng thời tế bào NK được truyền có khả năng duy trì với nồng độ cao ở người nhận trong vài tháng dẫn đến các đáp ứng trên lâm sàng [2 - 4]. Một phác đồ lý tưởng ứng dụng tế bào NK trên lâm sàng cần phải tạo ra được các tế bào NK có độ tinh sạch và tiềm năng với số lượng đủ lớn để có thể truyền nhiều lần cùng một sản phẩm. Tế bào NK được truyền cần phải có khả năng nhân lên ở người nhận và chống lại, tiêu diệt khối u. Một điều cần lưu ý nữa là tế bào NK có đặc tính kích hoạt miễn dịch chủ động, do đó có khả năng thu hút các tế bào miễn dịch, kích hoạt và nhân lên các tế bào T đặc hiệu với khối u. Địa chỉ liên hệ: Lương Hoàng Long, Trường Đại học Y Hà Nội Email: longluong.fsh@gmail.com Ngày nhận: 7/5/2018 Ngày được chấp thuận: 30/6/2018 TCNCYH 112 (3) - 2018 121 TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC II. NGUỒN TẾ BÀO NK VÀ CÁC QUY TRÌNH NUÔI CẤY Đa phần các thử nghiệm lâm sàng ứng dụng tế bào NK trong điều trị ung thư đều yêu cầu một lượng tế bào truyền lớn, khoảng 5 x 106 đến 5 x 107 tế bào NK (CD3-CD56+) cho 1 kilogram cân nặng bệnh nhân [2; 3; 5; 6]. Gần đây, có báo cáo đã sử dụng liều cao tới 1 x 108 tế bào diệt tự nhiên (CD3-CD56+)/kg cân nặng [7]. Bởi vì tế bào NK chỉ chiếm tỷ lệ nhỏ trong quần thể tế bào bạch cầu (~1 - 20% so với ~80% của tổng số tế bào T và B), do đó có nhiều phương pháp đã được phát triển nhằm làm giàu từ một thể tích lớn máu ngoại vi, như chế phẩm phân tách máu (apheresis), hoặc nhân lên từ một lượng mẫu nhỏ hơn hoặc từ nguồn tế bào gốc (hình 1). Hình 1. Tế bào NK ứng dụng trên lâm sàng thường thu được từ chế phẩm phân tách máu tươi hoặc đông lạnh (A) Máy CliniMACS có thể làm giàu CD56+ bằng việc loại bỏ các dòng tế bào không phải tế bào diệt tự nhiên, chọn lọc dương tính sử dụng hạt từ gắn anti-CD56 hoặc cả hai phương pháp có thể được sử dụng để tăng độ tinh sạch tế bào NK. Sau khi trải qua làm giàu bằng CliniMACS, tế bào NK được truyền trực tiếp hoặc kích hoạt qua đêm bằng IL-2. Thay vào đó, tế bào NK có thể được nhân lên từ một lượng nhỏ chế phẩm phân tách máu in vitro sử dụng (B) hỗn hợp Cytokine hoặc (C) bổ sung tế bào nuôi để tăng hiệu quả nhân lên và giảm thời gian cần nuôi cấy để chế phẩm có thể truyền được. Các biện pháp tạo dòng tế bào NK dùng cho ghép đồng loại thường cố gắng loại bỏ dòng lympho T-CD3+ do chúng có khả năng gây hội chứng mảnh ghép chống vật chủ (Graft-vesus-host disease–GVHD) nên làm tăng nhu cầu số lượng tế bào cần ban đầu, nhất là khi khâu loại bỏ nằm cuối cùng trong quy trình [8]. Do đó, đa phần các quy trình sử dụng chế phẩm phân tách máu (apheresis) cần 1 - 20 x 109 tế bào đơn nhân làm nguyên Loại bỏ tế bào T&B hoặc làm giàu CD56+ bằng CliniMACS và hoạt hóa qua đêm với cytokines Chỉ có cytokines trong 4 - 10 tuần Với tế bào nuôi được tia xạ trong 10 - 14 ngày Tế bào nuôi 122 TCNCYH 112 (3) - 2018 TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC liệu khởi đầu; tuy nhiên, có các quy trình phân tách từ các chế phẩm khác như từ lớp buffy coats, máu cuống rốn [9; 10]. Tế bào NK trong máu ngoại vi và từ chế phẩm phân tách máu có thể được xác định bằng máy đếm tế bào dòng chảy với các marker CD45+CD56+CD3- (hình 2). Hình 2. Xác định tế bào diệt tự nhiên trong chế phẩm phân tách máu bằng máy đếm tế bào dòng chảy Quần thể tế bào lympho/mono được đánh giá qua các bước (A) biểu đồ FSC và SSC và sau đó (B) định lượng các tế bào qua cổng CD45+ (C) tế bào NK được định danh là các tế bào CD56+CD3-. Trong phương pháp “nhanh”, tế bào NK được thu từ chế phẩm phân tách máu nhờ 1 hoặc 2 lượt loại bỏ tế bào T-CD3+ sử dụng hạt từ CliniMACS gắn thụ thể anti-CD3 (CliniMACS, hóa chất CD3), có thể có hoặc không kích hoạt qua đêm bằng IL-2 hoặc IL- 15 [11; 12]. Phương pháp này tạo được đến 2 x 109 tế bào NK với độ tinh sạch 20%, do các tế bào B-CD19+ và tế bào Mono-CD14+ chiếm tới hơn 50% lượng sản phẩm. Việc loại bỏ tế bào B-CD19+ với hạt từ gắn kháng thể anti-CD19 (CliniMACS, hóa chất CD19) làm tăng thêm độ tinh sạch cho sản phẩm tế bào NK, dẫn đến độ tinh sạch của dòng CD56+CD3- vào khoảng 40%. Một cách khác để làm giàu tế bào NK là phân lập các tế bào CD56+ với hóa chất CliniMACS CD56 (kháng thể đơn dòng anti-CD56), có hoặc không có loại bỏ tế bào T-CD3+ [13; 14]. Không cần bước loại bỏ tế bào T-CD3+, phương pháp này có thể tạo ra sản phẩm tế bào NK có độ tinh sạch > 95% mà vẫn giữ lại các dòng tế bào CD56+CD3+ (tế bào T giống NK–NKT), cũng có khả năng góp phần vào đáp ứng miễn dịch chống lại khối u. Nếu loại trừ thêm tế bào CD3+ sẽ tạo ra sản phẩm có độ tinh sạch lên đến 99%. Tất cả các phương pháp phân tách trên đều dẫn đến giảm số lượng mong muốn của tế bào NK, do vậy việc đạt được độ tinh sạch cao cần phải cân bằng với tính hiệu quả và an toàn. Bởi các nghiên cứu thử nghiệm lâm sàng sử dụng trong điều trị ung thư cần liều lượng tế bào NK lớn và nhiều lần truyền nên một lần lọc máu có thể chưa đủ số lượng tế bào NK yêu cầu. Do vậy, một số phương pháp phức tạp hơn nhằm nuôi cấy tế bào NK ngoài cơ thể đã được phát triển. Nuôi cấy tế bào NK với IL-2 hoặc IL-15 hoặc cả hai để tăng gấp 1000 lần sản phẩm ban đầu cần thời gian nuôi cấy lên đến 12 tuần [16 - 18]. Thay vào đó, phương pháp nuôi cấy tế bào sử dụng “tế bào TCNCYH 112 (3) - 2018 123 TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC nuôi” (feeder cells) đem lại hiệu quả tốt hơn trong thời gian ngắn hơn, và tạo ra lượng lớn tế bào NK đủ để truyền trong vòng 10 - 14 ngày [8]. Phương pháp “tế bào nuôi” yêu cầu sử dụng các cytokine cũng như các tế bào nuôi qua xử lý phóng xạ, ví dụ như dòng EBV - LCL hoặc dòng tế bào K562 biến đổi gene, để tạo ra lượng lớn tế bào CD3-56+ với độ tinh sạch trên 70% từ tế bào đơn nhân trong máu ngoại vi [8; 19; 20]. Berg và cộng sự đã phát triển một phương pháp trong đó tế bào NK CD3-CD56+ từ máu ngoại vi được nuôi cấy cùng với tế bào nuôi EBV-LCL trong môi trường X-VIVO 20 có bổ sung 10% huyết thanh người AB bất hoạt, 500 U/mL IL-2 và 2 mM Glutamax. Tế bào NK nhân lên 490 ± 260 lần trong vòng 21 ngày nuôi cấy với độ tinh sạch tế bào 84,3 ± 7,8% CD56+ [19]. Là một trong các trung tâm hỗ trợ sản xuất cho liệu pháp tế bào (PACT), nhóm của chúng tôi phụ trách sản xuất tế bào NK sử dụng điều trị các bệnh đa u tủy xương cho các nghiên cứu viên tại khoa Y Trường Đại học Arkansas. Chúng tôi đang áp dụng một kỹ thuật nhân dòng tế bào NK cải biến được mô tả bởi nhóm nghiên cứu của Dario Campana; sử dụng tế bào K562 biến đổi gene để biểu hiện 4-1BBL và biểu hiện IL-15 gắn màng (k562-41BBL- mbIL-15) làm tế bào nuôi [20; 21]. Chúng tôi đã tối ưu hóa quy trình này cho việc nuôi cấy tế bào NK trong máy G-Rex (Wilson Wolf manufacturing, Minneapolis, MN) và máy WAVE bioreactor (GE Healthcare Life Sci- ences, Piscataway, NJ), tạo ra dòng tế bào NK được kích hoạt và có khả năng đáp ứng cao. Nguyên liệu ban đầu chúng tôi sử dụng là chế phẩm phân tách máu, trữ lạnh tại nồng độ ~5 x 107 tế bào có nhân/mL trong Plasma- Lyte (CSS) với 10% dimethyl sulfoxide và 5% human albumin trong một số túi (3 - 5 túi) 70 - 80 mL. Các túi trữ lạnh được chuyển từ địa điểm thử nghiệm lâm sàng tới địa điểm xử lý (Đại học Y Baylor, Bệnh viện Houston Meth- odist và Bệnh viện Nhi Texas) ở Houston, Texas. Vào ngày bắt đầu của quy trình nuôi cấy, chúng tôi rã đông tế bào đã được phân tách, rửa trong PBS với 5% huyết thanh phôi bò (gấp 3 lần lượng dung dịch lưu trữ) và sử dụng cột Ficoll để loại bỏ tế bào chết và các tạp chất [22]. Môi trường nuôi cấy được thiết lập dựa trên số lượng tế bào diệt tự nhiên CD56+CD3- đếm được bằng máy đếm tế bào dòng chảy. Mỗi một bình G-Re x 100 (diện tích bề mặt 100 cm2, thể tích 40 mL) được cấy một lượng nhất định tế bào lọc chứa 5 x 106 tế bào NK kết hợp với 5 x 107 tế bào nuôi K562 - 41BBL-mbIL-15 đã xử lý phóng xạ (100 Gy) với tỉ lệ tế bào NK so với tế bào K562 là 1: 10 trong môi trường SCGM (CellGenix, Ports- mouth, NH) chứa 10% FBS. Vào ngày thứ 6 hoặc 7 của chu trình nuôi cấy, tế bào NK được phân lập và định lượng bằng máy đếm tế bào dòng chảy để xác định sự nhân lên và số lượng tế bào NK. Thông thường, nếu nuôi cấy trong bình G-Rex, chúng tôi thu hoạch tế bào NK vào ngày thứ 8 - 10. Ban đầu, quy trình yêu cầu một nồng độ nhỏ IL-2 vào khoảng 10U/mL để kích thích nhân dòng tế bào NK; tuy nhiên, để đánh giá xem với nồng độ IL-2 lớn hơn liệu có cho số lượng và chất lượng tế bào NK nhân lên lớn hơn hay không, chúng tôi đã thử nghiệm liều lên tới 1000 U/mL. Nồng độ IL-2 cao hơn đã không làm tăng khả năng nhân lên hay sức sống của tế bào NK, tuy nhiên biểu hiện của các thụ thể kích hoạt trên bề mặt tế bào tăng lên đáng kể và cải thiện khả năng đáp ứng của tết bào NK đối với tế bào ung thư OPM-2 và tế bào K562 (hình 3, không thể hiện dữ liệu). 124 TCNCYH 112 (3) - 2018 TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC Hình 3. Tăng hiệu quả tiêu diệt tế bào ung thư OPM-2 bằng tế bào NK nhân lên cùng với tế bào K562-mbIL15 với liều cao (500 và 1000 U/mL) IL-2 Nuôi cấy tế bào NK trong bình G-Rex có nhiều lợi thế hơn so với các túi và bình thông thường khác [23]. Bao gồm tăng sản lượng tế bào nhờ có sự trao đổi khí tốt hơn và giảm thiểu thiếu hụt chất dinh dưỡng, giảm thể tích dịch phải thu hoạch nhờ khả năng rút đi đến 80% dịch thừa mà không gây ảnh hưởng đến tế bào trên bề mặt nuôi cấy. Với mật độ nuôi cấy khởi điểm của chúng tôi là 1,25 x 104/mL tế bào NK, cả quá trình nuôi cấy không yêu cầu thêm 1 lần thay thế môi trường nào. Thông thường một bình G-Rex100 có thể thu được lên đến 5 x 108 tế bào NK. Để đạt được số lượng tế bào lớn hơn cần nhiều bình G - Rex, điều này làm tăng giá thành và công sức bỏ ra. Do vậy, chúng tôi đã tối ưu quy trình nhân dòng tế bào NK trong máy WAVE biore- actor khi cần số lượng tế bào NK cao hơn. Đầu tiên, một môi trường nuôi cấy tĩnh được thiết lập trong các túi với mật độ tế bào NK 3 - 5 x 104/mL và tế bào K562-41BBL-mbIL-15 đã xử lý 100Gy phóng xạ (tỉ lệ 1: 10; NK: K562) trong môi trường SCGM với 10% FBS và 500U/mL IL-2. Khi tổng lượng tế bào đạt 8 - 10 x 105 tế bào/mL, các tế bào được đưa vào trong các túi WAVE phù hợp và pha loãng đến 2 x 105 tế bào/mL trong môi trường mới. Môi trường được lắc nghiêng 6°, 6 lần một phút trong vòng 4 - 5 ngày và được thu hoạch bởi máy CellSaver5+ instrument (Haemonetics Corporation, Braintree, MA). Nuôi cấy đồng thời tế bào NK trong bình G - Rex và máy WAVE bioreactor cho sản phẩm có số lượng, chất lượng và tiềm năng tốt hơn (được đo bằng đánh giá kiểu hình và đánh giá độc tính). Tuy nhiên, máy WAVE tạo ra sản phẩm chứa ít tế bào T-CD3+ và nhiều tế bào CD56+CD3- hơn, có lẽ bởi tế bào T ưa môi trường tĩnh. Thử nghiệm lâm sàng đối với bệnh lý đa u tủy xương yêu cầu cả tế bào NK tự thân và đồng loại. Trong chế phẩm đồng loại, tế bào T- CD3+ được loại bỏ (cũng như tế bào CD3+CD56+) bằng hóa chất CD3 CliniMACS, giảm nồng độ tế bào T-CD3+ từ 19 ± 9% xuống còn 0,4 ± 0,5% (n = 5). Việc loại bỏ này dẫn đến nồng độ tế bào CD3+CD56- thấp hơn 5 x 105 tế bào/kg dùng cho sản phẩm truyền theo quy định lâm sàng. % ly g iả i đ ặ c h iệ u TCNCYH 112 (3) - 2018 125 TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC Hình 4. So sánh sự nhân lên của tế bào NK trong bình G-Rex và máy WAVE bioreactor Tế bào máu đơn nhân ngoại vi từ người khỏe mạnh chứa 5x106 tế bào NK được nuôi cấy đồng thời với tế bào K562-41BBL-mbIL-15 trong vòng 9 ngày. Tế bào được chuyển qua máy WAVE trong ngày thứ 4 của chu trình nuôi cấy. (A,B,C) Quan sát được số lượng và số lần nhân lên tương tự nhau của tế bào NK trong bình G-Rex và môi trường WAVE. (D) Tiềm năng (diệt tế bào K562) của cả hai chế phẩm là tương đồng nhau. Số liệu được biểu diễn là của một bệnh nhân, sự nhân lên tương tự được quan sát ở trên 3 bệnh nhân. Mặc dù đã có nhiều tiến bộ trong công nghệ nuôi cấy và làm giàu tế bào NK, các yêu cầu thực tế khác như việc vận chuyển, các quy trình phức tạp cũng như chi phí lớn đã thúc đẩy việc phát triển các nguồn tế bào NK khác, trong đó có các dòng tế bào NK (NK cell lines). Dòng tế bào NK-92 người đầu tiên được tinh sạch bởi Klingemann và cộng sự, từ một bệnh nhân đa u tủy xương dòng tế NK [24]. Tế bào NK-92 có hoạt tính kháng khối u phổ rộng và có thể được nuôi cấy in vitro với IL-2 [24; 25]. Bởi các tế bào này là dòng tế bào đồng loại với khả năng nhân lên vô hạn, nên các tế bào này cần được xử lý phóng xạ trước khi truyền để đảm bảo an toàn. Chúng tôi đã tích hợp việc nuôi cấy tế bào NK-92 cho bình G - Rex và đã đạt được mức độ nhân lên 200 lần với các thao tác tối thiểu trong vòng 4 tuần nuôi cấy. III. VẬN CHUYỂN CÁC CHẾ PHẨM TẾ BÀO NK Việc tạo ra các chế phẩm tế bào trong các trung tâm chuyên biệt có lẽ sẽ trở thành “thường quy” trong tương lai. Với nhiệm vụ là một trung tâm hỗ trợ sản xuất cho liệu pháp tế bào, chúng tôi đã vận chuyển tế bào đến các vị trí thử nghiệm lâm sàng tại các bang khác nhau và đã tối ưu hóa để phù hợp cho việc vận chuyển tế bào qua đêm. Đầu tiên chúng tôi nghiên cứu khả năng vận chuyển tế bào NK đã được nhân lên ở điều kiện đông lạnh trong 10% DMSO, 40% HBSS and 40% albu- min huyết tương người (chứa 25% HSA). S ố lư ợ n g N K ( x1 0 6 ) S ố lầ n n h ân lê n c ủ a N K Ngày Ngày % ly g iả i t ế b à o K 5 6 2 Ngày 126 TCNCYH 112 (3) - 2018 TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC Đáng chú ý là có hơn 70% tế bào sống sót trong vòng vài giờ sau rã đông không có độc tính tế bào. Tuy chức năng của chúng có thể phục hồi qua đêm trong môi trường IL-2 nhưng khả năng sống của chúng giảm đáng kể. Hơn nữa, tế bào NK được rã đông không có khả năng nhân lên trong người bệnh [5]. Do vậy, chúng tôi đã tìm kiếm giải pháp vận chuyển tế bào NK với nồng độ tế bào 1 x 107 tế bào/mL trong dung dịch đệm truyền Bumi- nate 5% (Baxter, Deerfield, IL) ở nhiệt độ phòng từ 4 - 15°C (trên túi lạnh -20°C). Cách vận chuyển này đã cho phép việc truyền cho bệnh nhân ngay sau khi tế bào đến vị trí thử nghiệm lâm sàng. Trong thử nghiệm, tại địa điểm lâm sàng chúng tôi đếm số lượng tế bào, loại bỏ các tế bào thừa trong liều truyền và thực hiện các thử nghiệm tính tinh sạch và an toàn khác. Chúng tôi phát hiện các tế bào NK đã nhân lên được vận chuyển trong điều kiện nhiệt độ phòng hay đông lạnh trong túi vận chuyển Fenwal giữ được sức sống và tiềm năng > 90% trong vòng 48h sau khi pha chế và không xảy ra sự suy giảm số lượng tế bào (hình 5). Chúng tôi chọn cách vận chuyển chế phẩm tế bào trên các túi lạnh vì nhiệt độ được giữ ổn định hơn (nhiệt độ dao động từ 8 - 11° C) trong suốt quá trình vận chuyển so với việc vận chuyển trong nhiệt độ phòng (dao động từ 5 đến 21°C). Hình 5. Đánh giá sự nhân lên của tế bào NK được trữ đông và tế bào tươi (A,B) Tế bào NK được nhân lên và đông lạnh có sức sống tốt vài giờ sau khi rã đông, tuy nhiên khả năng diệt K562 giảm. Tế bào được trữ đông khôi phục tiềm năng qua một đêm ủ, tuy nhiên sức sống giảm. Tế bào NK pha chế tươi (N = 3) duy trì tiềm năng sau vận chuyển trong nhiệt độ môi trường hoặc trên túi đá lạnh (C). Mặc dù biện pháp này hiệu quả dưới góc độ sản xuất, nó cần có sự phối hợp nhịp nhàng với bệnh nhân và địa điểm lâm sàng. Có thể xảy ra tình huống bệnh nhân không đủ điều kiện để truyền khi mà chế phẩm đến nơi. Do vậy chúng tôi đã thử nghiệm khả năng vận % t ế b à o N K s ố n g % ly g iả i t ế bà o K 56 2 Tươi 48h ở nhiệt độ phòng 48h trên túi đá lạnh NK tươi NK đông lạnh NK đông lạnh/giã đông % ly g iả i t ế bà o K 56 2 Trong vòng 1 giờ sau giã đông 16 - 24 giờ sau giã đông TCNCYH 112 (3) - 2018 127 TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC chuyển tế bào NK trong các bình G-Rex chứa môi trường nuôi cấy. Trong trường hợp này, các tế bào có thể được giữ trong tủ nuôi 1 hoặc 2 ngày trong lúc đợi truyền, cho phép sự linh hoạt tại các địa điểm lâm sàng. Phương pháp này tỏ ra khá hiệu quả, tuy nhiên khi vận chuyển trong môi trường nuôi cấy, các tế bào cần được giữ trên túi giữ nhiệt được làm ấm sẵn đến 37°C để tránh làm mất khả năng sống tế bào và việc các tế bào vón tụ với nhau (xảy ra nếu sử dụng túi lạnh). Hạn chế của phương pháp này đó là tại địa điểm lâm sàng cần có phòng tế bào có đủ khả năng rửa sạch, pha chế chế phẩm cuối cùng dùng cho truyền. IV. CÁC TIÊU CHUẨN ĐỐI VỚI CHẾ PHẨM TẾ BÀO NK NUÔI CẤY DÙNG TRÊN LÂM SÀNG Cũng như đối với bất kỳ một chế phẩm tế bào nào, tế bào NK cần phải đảm bảo các điều kiện cơ bản để truyền cũng như các điều kiện cụ thể riêng cho chế phẩm, các điều kiện này hiện chưa được chuẩn hóa. Điều kiện tiêu chuẩn cho các tế bào NK nuôi cấy của chúng tôi đối với các chế phẩm tự thân cần chứa ít nhất 50% tế bào CD56+CD3-, còn đối với các chế phẩm đồng loại cần độ tinh sạch lớn hơn 70% tế bào CD56+CD3- và không quá 5 x 105 tế bào T CD3+CD56 -/1 kg cân nặng bệnh nhân. Cần ít hơn 0,1% tạp nhiễm tế bào nuôi K562-41BBL-mbIL-15 trong sản phẩm cuối cùng được đo bằng máy đếm tế bào dòng chảy đồng thời khẳng định rằng tế bào nuôi không có khả năng nhân lên bằng quy trình “Click-iT assay” (Life Technologies, Grand Island, NY). Sự hòa hợp với người hiến được khẳng định bằng định typ các locus HLA-A và HLA-B. Đáng chú ý rằng chế phẩm tự thân cần được xử lý DNase (Bensonaze Nuclease ultrapure, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) trước khi tách DNA để loại bỏ DNA giải phóng từ các tế bào K562. Các chế phẩm đồng loại không cần trải qua xử lý DNase bởi chúng đã qua một bước làm sạch tế bào T-CD3+ bằng CliniMACS, đồng thời cũng làm sạch các vụn tế bào K562 ra khỏi chế phẩm. Chúng tôi cũng đánh giá tiềm năng của các tế bào NK sử dụng tế bào đích K562 trong kiểm nghiệm giải phóng Chromium51 tiêu chuẩn vì tế bào K562 bị tiêu diệt dễ dàng bởi cả các tế bào NK chưa được kích hoạt. Do đó, đây có lẽ không phải là một phép thử tin cậy và vì vậy sẽ tốt hơn nếu đánh giá hiệu quả bằng việc sử dụng tế bào đích là các tế bào ác tính thu được từ bệnh nhân. Tuy nhiên, tế bào u khó phân lập và nuôi cấy nên khó có thể được ứng dụng rộng rãi. Tóm lại, trong vòng 3 thập kỷ qua, đã có những tiến bộ đáng kể trong việc tạo ra các chế phẩm tế bào NK cho mục đích điều trị lâm sàng. Ngoài ra, các nghiên cứu lâm sàng và tiền lâm sàng được thực hiện để đánh giá đặc điểm sinh học, khả năng tồn tại, nhân lên và chức năng của các tế bào này trên mô hình chuột và trên bệnh nhân nhằm lựa chọn các chế phẩm phù hợp. Cơ chế của việc suy giảm số lượng các tế bào NK sau truyền vẫn chưa được hiểu rõ hoàn toàn và cần thêm nỗ lực để tạo ra các chế phẩm có khả năng nhân lên và tồn tại lâu dài trong cơ thể bệnh nhân. Khả năng nhân lên in vivo sẽ cần ít tế bào hơn khi truyền. Việc lựa chọn các cytokine bổ sung khi truyền chế phẩm diệt tự nhiên cũng cần thêm nhiều nghiên cứu. Các nghiên cứu cần hướng đến phát triển phương pháp đông lạnh tốt nhất cho các tế bào NK để có thể dùng cho nhiều lần truyền. Các nghiên cứu thử nghiệm 128 TCNCYH 112 (3) - 2018 TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC lâm sàng với tế bào NK trong tương lai nhiều khả năng sẽ tích hợp biến đổi gene để cải thiện và mở rộng mức độ đặc hiệu và chức năng. Ngoài ra khi kết hợp điều trị với tế bào T có thể tăng hiệu quả điều trị nhờ ưu điểm của tế bào NK là thu hút và kích thích hệ miễn dịch chủ động. Tất cả các nghiên cứu cần phải theo dõi tình trạng miễn dịch của bệnh nhân sau truyền nhằm đánh giá sự nhân lên của tế bào, sự tiết cytokine và đánh giá các marker chỉ điểm cho sự kích hoạt và đáp ứng miễn dịch. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Boyiadzis M, Foon KA, Herberman RB (2006). NK cells in cancer immunotherapy: three decades of discovery. Discov Med, 6 (36), 243 – 248. 2. Miller JS, Soignier Y, Panoskaltsis- Mortari A, McNearney SA et al (2005). Successful adoptive transfer and in vivo expansion of human haploidentical NK cells in patients with cancer. Blood, 105(8), 3051 - 3017. 3. Bachanova V, Burns LJ, McKenna DH et al (2010). Allogeneic natural killer cells for refractory lymphoma. Cancer Immunol Immu- nother, 59(11), 1739 – 1744. 4. Basse PH, Whiteside TL, Chambers W, Herberman RB (2001). Therapeutic activ- ity of NK cells against tumors. Int Rev Immu- nol, 20(3-4), 439 – 501.. 5. Szmania S, Garg TK, Lapteva N, Lingo JD, Greenway AD et al (2012). Fresh ex vivo expanded natural killer cells demonstrate ro- bust proliferation in vivo in high-risk relapsed multiple myeloma (MM) patients. Blood; ASH Annual Meeting Abstract; 2012. 6. McKenna DH, Jr, Sumstad D, Bostrom N, Kadidlo DM et al (2007). Good manufac- turing practices production of natural killer cells for immunotherapy: a six-year single- institution experience. Transfusion, 47(3), 520 – 528. 7. Smith A, Khuu H, Betters DM, Cook L et al (2010). Adoptive transfer of escalating doses of ex vivo expanded autologous natural killer (NK) cells in patients with advanced ma- lignancies following bortezomib treatment to sensitiza to NK - TRAIL Cytotoxicity. Blood; ASH Annual Meeting Abstract; 2010. Abstract 4296. 8. Lapteva N, Durett AG, Sun J, Rollins LA et al (2012). Large-scale ex vivo expan- sion and characterization of natural killer cells for clinical applications. Cytotherapy, 14(9), 1131 - 1143. 9. Spanholtz J, Preijers F, Tordoir M, Trilsbeek C et al (2011). Clinical-grade gen- eration of active NK cells from cord blood he- matopoietic progenitor cells for immunother- apy using a closed-system culture proc- ess. PLoS One, 6(6), e20740. 10. Knorr DA, Ni Z, Hermanson D, Hexum MK, Bendzick L et al (2013). Clinical- scale derivation of natural killer cells from hu- man pluripotent stem cells for cancer ther- apy. Stem Cells Transl Med, 2(4), 274 – 283. 11. Pfeiffer MM, Schumm M, Muller I, Handgretinger R, Lang P (2012). IL-15- stimulated CD3/CD19-depleted stem-cell boosts in relapsed pediatric patients after hap- loidentical SCT. Leukemia, 26(11), 2435 – 2439. 12. Shi J, Tricot G, Szmania S, Rosen N et al (2008). Infusion of haplo-identical killer immunoglobulin-like receptor ligand mis- matched NK cells for relapsed myeloma in the setting of autologous stem cell transplanta- tion. Br J Haematol, 143(5), 641 – 653. TCNCYH 112 (3) - 2018 129 TẠP CHÍ NGHIÊN CỨU Y HỌC 13. Passweg JR, Tichelli A, Meyer- Monard S et al (2004). Purified donor NK- lymphocyte infusion to consolidate engraft- ment after haploidentical stem cell transplanta- tion. Leukemia, 18(11), 1835 - 1838. 14. Koehl U, Esser R, Zimmermann S, Tonn T et al (2005). Ex vivo expansion of highly purified NK cells for immunotherapy after haploidentical stem cell transplantation in children. Klin Padiatr, 217(6), 345 - 350. 15. Klingemann H, Grodman C, Cutler E, Duque M et al (2013). Autologous stem cell transplant recipients tolerate haploidentical related-donor natural killer cell-enriched infu- sions. Transfusion, 53(2), 412 - 418. 16. Klingemann HG, Martinson J (2004). Ex vivo expansion of natural killer cells for clinical applications. Cytotherapy, 6(1), 15 - 22. 17. Carlens S, Gilljam M, Chambers BJ, Aschan J et al (2001). A new method for in vitro expansion of cytotoxic human CD3- CD56+ natural killer cells. Hum Immunol, 62 (10), 1092 – 1098. 18. Koehl U, Sorensen J, Esser R, Zimmermann S et al (2004). IL - 2 activated NK cell immunotherapy of three children after haploidentical stem cell transplantation. Blood Cells Mol Dis, 33(3), 261 – 6. 19. Berg M, Lundqvist A, McCoy P, Jr, Samsel L et al (2009). Clinical-grade ex vivo- expanded human natural killer cells up- regulate activating receptors and death recep- tor ligands and have enhanced cytolytic activ- ity against tumor cells. Cytotherapy, 11(3), 341 – 355. 20. Fujisaki H, Kakuda H, Shimasaki N, Imai C et al (2009). Expansion of highly cyto- toxic human natural killer cells for cancer cell therapy. Cancer Res, 69(9), 4010 – 4017. 21. Imai C, Iwamoto S, Campana D (2005). Genetic modification of primary natural killer cells overcomes inhibitory signals and induces specific killing of leukemic cells. Blood, 106(1), 376 - 83. 22. Boyle W, Chow A (1969). Isolation of human lymphocytes by a Ficoll barrier method. Transfusion, 9(3), 151 – 155. 23. Lapteva N, Vera JF (2011). Optimiza- tion manufacture of virus- and tumor-specific T cells. Stem Cells Int, 2011: 434392. 24. Gong JH, Maki G, Klingemann HG (1994). Characterization of a human cell line (NK - 92) with phenotypical and functional characteristics of activated natural killer cells. Leukemia, 8(4), 652 – 658. 25. Tonn T, Schwabe D, Klingemann HG, Becker S et al (2013). Treatment of patients with advanced cancer with the natural killer cell line NK - 92. Cytotherapy, 15(12), 1563 – 1570.
File đính kèm:
- tinh_sach_va_nuoi_cay_te_bao_diet_tu_nhien_nk_cho_ung_dung_l.pdf