利用小分子抑制剂生成活性按需的免疫细胞因子的新型策略

A novel strategy to generate immunocytokines with activity-on-demand using small molecule inhibitors.

作者信息Giulia Rotta, Ettore Gilardoni, Domenico Ravazza, Jacqueline Mock, Frauke Seehusen, Abdullah Elsayed, Emanuele Puca, Roberto De Luca, Christian Pellegrino, Thomas Look, Tobias Weiss, Markus G Manz, Cornelia Halin, Dario Neri, Sheila Dakhel Plaza
PMID38448543
发布时间2024-04
DOI10.1038/s44321-024-00034-0

实验完整度

包含体外筛选(NK-92细胞IFN-γ释放)、体内药代/生物分布(MS)、治疗研究(MC-38模型)、免疫表型分析(流式、免疫荧光)、蛋白组学及组织病理学等多层级验证。

主要模型

MC-38小鼠结肠腺癌模型 NK-92人NK细胞系 C57BL/6小鼠

重点核对

Ruxolitinib抑制L19-IL12诱导的IFN-γ释放的IC50为42 nM Ruxolitinib给药剂量为75 mg/kg,皮下注射,提前10分钟给药 L19-mIL12给药剂量为1.2 mg/kg,静脉注射 MC-38细胞接种量为1×10^6 治疗周期为3次注射,间隔72小时

摘要

基于细胞因子的疗法已被证明可在某些肿瘤实体中介导客观反应,但缺乏足够的选择性,导致限制性毒性,从而阻碍剂量递增至具有治疗活性的方案。基于抗体的细胞因子递送显著提高了相应有效载荷的治疗指数,但仍存在静脉给药后血液中产物峰值浓度相关的副作用。在此,我们设计了一种通用策略(名为“Intra-Cork”),在不影响抗癌疗效的情况下掩盖全身性细胞因子活性。我们的技术特点是使用能够选择性定位在肿瘤部位的抗体-细胞因子融合蛋白,结合可快速从体内清除的细胞因子信号通路选择性抑制剂。该策略以肿瘤靶向IL12与JAK2抑制剂联合为例,在癌症临床前模型中能够消除细胞因子驱动的毒性而不影响治疗活性。该方法易于应用于临床实践。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
如何在不影响抗肿瘤疗效的前提下,减轻肿瘤靶向细胞因子疗法(如L19-IL12)的全身毒性?
核心机制
Ruxolitinib通过抑制JAK2信号通路,短暂阻断IL12受体的下游信号(如STAT4磷酸化),从而在循环中抑制细胞因子活性,而不影响肿瘤部位已积累的IL12的抗肿瘤作用。
主要证据
在MC-38肿瘤模型中,Ruxolitinib预治疗可显著减轻L19-mIL12引起的体重下降、全身细胞因子释放和肝毒性,同时保留肿瘤内CD8+ T细胞浸润和IFN-γ产生,且不削弱抗肿瘤效果。
研究意义
本研究提出的“Intra-Cork”策略可能为癌症患者提供更安全的联合治疗方案,允许使用更高剂量的免疫细胞因子,从而提高疗效。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

体外筛选小分子激酶抑制剂

鉴定能够阻断L19-IL12信号传导的化合物。

使用人NK-92细胞,以IFN-γ释放为读数,在L19-IL12刺激下测试多种JAK抑制剂。

2

Ruxolitinib的生物分布与药代动力学

评估Ruxolitinib在小鼠体内的分布和清除特性。

对荷瘤小鼠皮下注射Ruxolitinib,通过质谱分析不同时间点各组织中的药物浓度。

3

剂量递增耐受性研究

评估Ruxolitinib预治疗是否能提高L19-mIL12的耐受性而不影响疗效。

MC-38荷瘤C57BL/6小鼠接受不同剂量的L19-mIL12,单独或联合Ruxolitinib预治疗,监测肿瘤生长和体重变化。

4

免疫学表征

评估Ruxolitinib预治疗是否影响L19-mIL12诱导的肿瘤免疫重塑。

治疗结束时分析肿瘤浸润免疫细胞,包括CD4+、CD8+ T细胞密度,细胞内IFN-γ,以及肿瘤蛋白组学变化。

5

毒理学评估

评估Ruxolitinib预治疗对L19-mIL12引起的全身毒性的影响。

监测体重变化、血细胞计数、脾脏重量和组织病理学(肝脏HE染色),并检测肝功能酶(ALT/AST)。

6

给药方案优化

探索Ruxolitinib多次给药是否能更好地掩盖L19-mIL12的全身活性。

在L19-mIL12给药前10分钟和给药后6小时两次给予Ruxolitinib,评估耐受性、抗肿瘤活性和细胞因子释放。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基Gibco Life Technologies--
青霉素-链霉素Thermo Fisher--
胎牛血清Gibco Life Technologies--
PowerCHO培养基Lonza--
RPMI培养基Gibco Life Technologies--
重组人白细胞介素2Peprotech--
Superdex 200 increase 10/300 GL 分子筛色谱柱GE Healthcare--
巴瑞替尼MedChemExpress LLCHY-15315
托法替尼MedChemExpress LLCHY-40354
乌帕替尼MedChemExpress LLCHY-19569
利特昔替尼MedChemExpress LLCHY-100754
鲁索替尼SelleckchemS1378
地塞米松SelleckchemS1322
ELISA MAX™ 人IFN-γ检测试剂盒BioLegend--
EDB蛋白----
抗小鼠IL12(p70)抗体Biolegend--
抗大鼠IgG HRPSigma--
肝素管BD Microtainer--
氘代鲁索替尼LGC standards--
组织研磨器QIAGEN--
Oasis HLB 固相萃取柱Waters--
Sep-Pak C18 固相萃取柱Waters--
Acclaim PepMap RSLC 色谱柱Thermo Fisher Scientific--
Easy nanoLC 1000 液相色谱系统Thermo Fisher Scientific--
Q-Exactive 质谱仪Thermo Fisher Scientific--
Nano Flex 离子源Thermo Fisher Scientific--
MC-38细胞ATCC--
鲁索替尼----
希森美康XT-2000iV血液分析仪Sysmex--
罗氏Integra 800生化分析仪Roche--
ELISA MAX™ 小鼠IFN-γ检测试剂盒BioLegend--
Meso Scale Discovery 多重检测平台MSD--
山羊抗CD31抗体R&D SystemsAF3628
兔抗CD4抗体Sino Biological50,134-R001
兔抗Foxp3抗体Invitrogen7000914
兔抗NKp46抗体BioLegend137602
兔抗CD8抗体Sino Biological50389-R208
抗兔AlexaFluor488二抗InvitrogenA11008
抗山羊AlexaFluor594二抗InvitrogenA21209
DAPI染液InvitrogenD1306
封片剂Dako Agilent--
Leica DMI6000B共聚焦显微镜Leica--
红细胞裂解液BioLegend--
胶原酶IIGibco Life Technologies--
脱氧核糖核酸酶IRoche--
PMA/离子霉素细胞活化混合物BioLegend--
布雷菲德菌素ABioLegend--
Zombie可固定活力检测试剂盒BioLegend--
TruStain FcX™阻断剂BioLegend--
抗CD45-FITC抗体BioLegend--
抗CD8-PerCP抗体BioLegend--
抗CD4-PeCy7抗体BioLegend--
抗CD3-BV510抗体BioLegend--
抗NK1.1-PE抗体BioLegend--
抗CD62L-BV421抗体BioLegend--
抗IFNγ-APC抗体BioLegend--
BD Fortessa流式细胞仪BD Biosciences--
CytoFLEX流式细胞仪Beckman Coulter--
三(2-羧乙基)膦----
胰蛋白酶----
Macro 离心柱Harvard Apparatus--
4%中性缓冲福尔马林Formafix--
Iba1抗体WAKO--
CD3抗体Ventana--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
体外筛选
NK-92细胞的培养条件(IL-2浓度)、L19-IL12刺激浓度(10 ng/mL)和抑制剂浓度范围
阅读提示:Methods: In vitro IFN-γ release assay; Figure 1D
生物分布
Ruxolitinib给药剂量(75 mg/kg,皮下)、给药时间(L19-mIL12前10分钟)和各时间点组织采集
阅读提示:Methods: Biodistribution of Ruxolitinib by mass spectrometry; Figure 1E
治疗研究
MC-38细胞接种量(1×10^6)、治疗起始肿瘤体积(约100 mm³)、L19-mIL12剂量(0.6-2.4 mg/kg,静脉)、Ruxolitinib剂量(75 mg/kg,皮下)及给药方案(10分钟前)
阅读提示:Methods: Therapy studies; Figure 2
免疫学分析
治疗周期(3次注射,间隔72小时)、分析时间点(第三次注射后24小时)、流式抗体组合和刺激条件
阅读提示:Methods: Flow cytometry studies; Figure 3
毒性评估
体重监测频率和时间、血细胞计数、脾脏重量、肝酶(ALT/AST)检测,以及肝组织病理学评分标准
阅读提示:Methods: Hematology and liver enzymes analyses; Figures 4 and 5