יצירת תאים דנדריטיים שמקורם במונוציטים עם פנוטיפים סיליליים שונים
20 באוקטובר 2023
מוצג פרוטוקול ייחודי ומקיף ליצירת תאים דנדריטיים אנושיים שמקורם במונוציטים אנושיים (mo-DCs) מתאי דם חד-גרעיניים היקפיים מבודדים (PBMCs) באמצעות טיפול בסיאלידאז. יתר על כן, מתוארות שיטות להערכת האפיון הפנוטיפי והפונקציונלי של mo-DCs ולהעריך כיצד טיפול בסיאלידאז משפר את רמת ההתבגרות של mo-DCs.
היקף המחקר של קבוצת הגליקואימונולוגיה בוחן את תפקידה של אימונולוגיה גליקנית בבריאות האדם ובמחלות. מחקר זה נועד להתיר מנגנונים ביולוגיים המווסתים על ידי גליקוזילציות, ולגלות טיפולים חדשניים מבוססי גליקן לסרטן ולהפרעות מולדות של גליקוזילציה. התמקדנו בגליקנים סיאלילטיים המשפיעים על תפקודן של מולקולות רלוונטיות, במיוחד במהלך תגובה.
פיתחנו טכנולוגיות לשינוי תכולת חומצה סיאלית ופלטפורמה רב-מודאלית להמסת חלבונים קושרי גליקן בתפוקה גבוהה עם יישומים קליניים פוטנציאליים. כדי לקדם את המחקר בתחום, אנו משתמשים במספר טכנולוגיות כגון פרופיל גליקן, בחירה או צביעת נוגדנים, ספקטרומטריית מסות ואימונוהיסטוכימיה, בדיקות חוץ גופיות עם קווי תאים כמודלים למחלות, מניפולציות תוכן חומצה סיאלית באמצעות הנדסה אנזימטית ומטבולית. אתגרי הניסוי הנוכחיים קשורים להבנת יחסי הגומלין המורכבים בין גליקנים סיאלילטים ולקטינים.
ישנם מנגנונים והשלכות תפקודיות במספר תגובות חיסוניות. החומצה הסיאלית מווסתת את עוצמת התאים הדנדריטיים ואת תחלופת MHC1. תגלית זו איתרה מנגנונים ביולוגיים ופתולוגיים חדשים ופיתחה טיפולים חדשניים.
הוא גם זיהה מסלולים חיסוניים חדשים וגישות לאפנון הטיפולי שלהם. אחת הבעיות בייצור אקס ויו של תאים דנדריטיים שמקורם במונוציטים אנושיים לשימושים טיפוליים היא חוסר יכולתם להבשיל באופן מלא. פרוטוקול זה מראה כי ניתן להשיג הבשלת DCs על ידי טיפול אנזימטי בפני השטח של התא בסיאלידאזות תוך שמירה על כדאיות התא.
שיטה זו חסכונית וחוסכת זמן. בהשוואה למעכבי חילוף החומרים של חומצה סיאלית, הטיפול בסיאלידאז מציע שיטה יעילה ומהירה להסרת חומצות סיאליות משטח התא תוך שמירה על כדאיות התא. הבנת התפקיד של תכולת חומצה סיאלית בגליקנים יוצרת מודעות תקדימית לחשיבותו של גליקן זה בסרטן ותעודד זיהוי של מנגנוני מחלה חדשים ואסטרטגיות נוירופתיות.
סקירה כללית
מאמר זה מציג פרוטוקול מקיף ליצירת תאים דנדריטיים ממקור מונוציטים אנושיים (mo-DCs) נטולי חומצה סיאלית, מתאי PBMC (תאים חד-גרעיים של דם פריפריאלי), באמצעות טיפול בסיאלידאז. כמו כן, הוא מתאר שיטות להערכת המאפיינים הפנוטיפיים והתפקודיים של mo-DCs ובוחן את השפעת הטיפול בסיאלידאז על הבשלתם.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- גליקו-אימונולוגיה
- אימונולוגיה
- ביולוגיה של התא
רקע
- המחקר מתמקד בתפקידם של גליקנים בבריאות ובמחלות אנוש.
- הבנת מנגנוני הגליקוזילציה עשויה להוביל לטיפולים חדשניים.
- גליקנים סיאלליים משפיעים על תפקודי תאי מערכת החיסון.
- אתגרים נוכחיים כוללים את הבשלת תאי דנדריטיים ליישומים טיפוליים.
מטרת המחקר
- פיתוח שיטה חסכונית להפקת תאי Dendritic מושכלים (mo-DCs) בוגרים.
- בדיקת השפעות הטיפול בסיאלידאז (sialidase) על הבשלת תאי דנדריטיים.
- העמקת ההבנה לגבי תפקידו של חומצה סיאלית (sialic acid) בתגובות חיסוניות.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- בידוד PBMCs משכבת באפי (buffy coat) אנושית.
- הפרדה במדרג צפיפות לקבלת תרחיף לוקוציטים.
- מיון תאים מגנטי (MACS) לבידוד מונוציטים CD14+.
- טיפול אנזימטי בסיליידאזות (sialidases) לעידוד הבשלת התאים.
תוצאות עיקריות
- טיפול בסיאלידאז משפר ביעילות את הבשלת ה-mo-DCs.
- הפרוטוקול שומר על חיוניות התאים תוך הסרת חומצות סיאליות.
- הבנה משופרת של תפקיד החומצה הסיאלית בוויסות חיסוני.
- פוטנציאל לפיתוח אסטרטגיות טיפוליות חדשות המכוונות לגליקוזילציה.
מסקנות
- הפרוטוקול המוצג מציע שיטה מהימנה להפקת mo-DCs בוגרים.
- טיפול בסיאלידאז (Sialidase) הוא גישה מבטיחה לשיפור תפקוד תאי דנדריטיים.
- נדרש מחקר נוסף כדי לבחון יישומים טיפוליים של mo-DCs שעברו שינוי.
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית למנהלים
וויסות הסיאלציה (sialylation) של תאים דנדריטיים (DC) מאפשר שליטה מדויקת בהבשלת תאי ה-DC, דבר המשפיע באופן ישיר על הצגת אנטיגנים ועל הפעלת תאי T במסלולי אימונותרפיה. גישה זו נותנת מענה לצוואר בקבוק מרכזי ביצירת תאי DC בשלים תפקודית למחקרים פרה-קליניים ותרגומיים, ובכך היא תומכת בביטחון במידת הניבוי של אסטרטגיות למודולציה חיסונית. היכולת להרחבה (scalability) והשחזוריות של השיטה ממצבות אותה ככשרון רב-פעמי לחקירת נקודות בקרה גליקו-אימוניות ולפיתוח טיפוליים.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- מאפשר הפחתת סיכונים מכניסטית על ידי הבהרת תפקידו של חומצה סיאלית בהבשלת תאי DC ובאקטיבציה חיסונית.
- תומך בתיקוף פונקציונלי של מטרות עבור נקודות ביקורת גליקו-אימוניות הרלוונטיות לאימונותרפיה של סרטן.
- מסייע בחקירה מונחית-היפותזה של בקרה חיסונית המתווכת על ידי גליקנים.
סריקה ופיתוח בדיקה
- מספק ייצור סטנדרטי וניתן לשחזור של תאי DC עם מצבי סיאלילציה מוגדרים עבור בדיקות המשך.
- מאפשר הערכה כמותית של הצגת אנטיגן וביטוי של מולקולות קו-סטימולטוריות באמצעות ציטומטריה זרימתית.
- תומך במוכנות הבדיקה להערכת תרכובים המודולטורים של מערכת החיסון הפועלים על מסלולי גליקנים.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- מתאימה את המניפולציה של הפנוטיפ של תאי DC עם מודלים חיסוניים הרלוונטיים למחלה עבור מחקרי ביומרקרים טרנסלציונליים.
- מאפשר רצף מגילוי במעבדה (in vitro) ועד לתיקוף פרה-קליני של אימונותרפיות המכוונות לגליקנים.
- מפחית עמימות ביולוגית בפיתוח טיפולים מבוססי תאי מערכת החיסון.
שילוב תהליכי עבודה וצינור עיבוד
שיטה זו משתלבת ברצף השלב של הגילוי ועד לשלב הפרה-קליני, בכך שהיא מאפשרת הבשלה מבוקרת של DC למחקרים של ויסות חיסוני והערכה של מועמדים טיפוליים.
- ביולוגיה של גילוי: תומך בבדיקת השערות לגבי תפקידה הרגולטורי של חומצה סיאלית בתפקוד תאי מערכת החיסון.
- סקרינינג: מספק תאי DC בעלי הגדרה פנוטיפית הניתנים לשחזור עבור פלטפורמות סקרינינג בעלות תוכן גבוה.
- אנליזה: מספק קריאות כמותיות של סמני בשלות ומולקולות קו-סטימולטוריות לצורך ניתוח השוואתי.
- מחקר תרגומי: מגשר בין ממצאים in vitro למודלים פרה-קליניים על ידי התאמת הפנוטיפ של תאי DC לתגובות חיסוניות הרלוונטיות למחלה.
- שימוש חוזר ארגוני: מבסס פלטפורמה למניפולציה סטנדרטית וחוזרת של תאי DC במספר תוכניות מחקר.
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מגביר את הביטחון החיזוי במודולציה חיסונית ובתיקוף מטרות.
- ערך תפעולי: מציע פרוטוקול יעיל מבחינה כלכלית, מהיר וניתן להרחבה להפקת תאי DC בוגרים.
- ערך אסטרטגי: משפר את קבלת ההחלטות לגבי המשך או הפסקת פיתוח (go/no-go) עבור אימונותרפיות המכוונות לגליקנים.
- השפעה על הפורטפוליו: מאפשר תעדוף מותאם סיכון של מועמדים למודולציה חיסונית.
שיקולי יישום
- נדרשת מומחיות בבידוד תאים, ציטומטריה של זרימה ואפיון גליקנים.
- נדרשת גישה לאנזימי סיאלידאז, פאנלים של נוגדנים ותשתיות ציטומטריה אנליטית.
- נדרשת סטנדרטיזציה בין צוותים כדי להבטיח הדירות ביצירת תאי DC ובפנוטיפינג.
- ניתן להתאמה למקורות תורמים אנושיים שונים ולמודלים של מחלות באמצעות אופטימיזציה של הפרוטוקול.
- תלוי בתיקוף אנליטי חסון של מצב הסיאלילציה והבגרות.
שאלות נפוצות בביו-פרמה
Chapters in this video
0:00
Introduction
3:09
Monocyte Isolation and Monocyte Differentiation into Monocyte‐Derived Dendritic Cells
9:24
Treatment of the Monocyte‐Derived Dendritic Cells (mo‐DC) with Sialidase
12:16
Maturation Profiling of Human Monocyte‐Derived Dendritic Cells (Mo‐DCs)
