ALK抑制剂增加ALK表达并使神经母细胞瘤细胞对ALK.CAR-T细胞敏感

ALK inhibitors increase ALK expression and sensitize neuroblastoma cells to ALK.CAR-T cells.

作者信息Elisa Bergaggio, Wei-Tien Tai, Andrea Aroldi, Carmen Mecca, Elisa Landoni, Manuel Nüesch, Ines Mota, Jasna Metovic, Luca Molinaro, Leyuan Ma, Diego Alvarado, Chiara Ambrogio, Claudia Voena, Rafael B Blasco, Tongqing Li, Daryl Klein, Darrell J Irvine, Mauro Papotti, Barbara Savoldo, Gianpietro Dotti, Roberto Chiarle
PMID38039964
发布时间2023-12-11
DOI10.1016/j.ccell.2023.11.004

实验完整度

高

包含体外细胞系杀伤、多种小鼠体内模型(白血病、神经母细胞瘤皮下/转移、PDX)及机制验证(ALK降解剂、过表达、信号通路)。

主要模型

人神经母细胞瘤细胞系(NB-1、SK-N-SH、NGP、SH-SY5Y、Kelly等) Felix-PDX患者来源异种移植模型 NSG小鼠神经母细胞瘤转移模型 免疫 competent 小鼠白血病/神经母细胞瘤模型

重点核对

CAR-T细胞与肿瘤细胞的效靶比(如1:1、1:5、1:10、1:20) lorlatinib浓度(10 nM、100 nM)和处理时间(24小时) 体内lorlatinib剂量(1.5 mg/kg每日两次或10 mg/kg每日一次)和给药周期 小鼠肿瘤接种细胞数(如2×10^6)和CAR-T输注细胞数(如2×10^6、5×10^6)

摘要

选择最佳肿瘤抗原对于嵌合抗原受体(CAR)T细胞在血液系统恶性肿瘤和实体瘤中的治疗成功至关重要。间变性淋巴瘤激酶(ALK)受体在大多数神经母细胞瘤中表达,而在大多数正常组织中几乎不表达。ALK是神经母细胞瘤的致癌驱动因子,ALK抑制剂显示出有希望的临床活性。在此,我们描述了ALK.CAR-T细胞的开发,这些细胞在单一疗法中对高表达ALK的神经母细胞瘤显示出强效疗效且无毒性。对于低表达ALK的神经母细胞瘤,与ALK抑制剂联合可特异性增强ALK.CAR-T细胞而非GD2.CAR-T细胞。机制上,ALK抑制剂损害肿瘤生长并上调ALK表达,从而促进ALK.CAR-T细胞对抗神经母细胞瘤的活性。因此,虽然ALK抑制剂或ALK.CAR-T细胞单独作为低ALK密度神经母细胞瘤的单一疗法可能都不足够,但它们的联合可特异性增强治疗效果。

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
ALK.CAR-T细胞能否有效靶向神经母细胞瘤,以及ALK抑制剂能否通过调节ALK表达增强其疗效?
核心机制
ALK抑制剂阻断ALK信号并上调ALK表达(部分通过解除转录抑制和减少内化降解),从而增加肿瘤细胞表面ALK密度,增强ALK.CAR-T细胞的杀伤活性。
主要证据
体外杀伤实验显示ALK.CAR-T细胞对高表达ALK的神经母细胞瘤有效,联合lorlatinib可增强对低表达ALK细胞的杀伤;体内小鼠模型(转移模型和PDX)中联合治疗显著抑制肿瘤生长并延长生存;ALK降解剂实验表明ALK表达增加是增强杀伤的关键。
研究意义
为复发/难治性神经母细胞瘤患者提供了一种新的联合治疗策略,即ALK.CAR-T细胞单独或与ALK TKI联合使用,有待临床验证。

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

CAR构建与体外验证

筛选和验证靶向ALK的CAR-T细胞 constructs 的特异性和杀伤活性。

生成7种基于不同抗ALK scFv的mCAR constructs,转导小鼠T细胞,检测对ALK表达细胞的细胞因子释放和杀伤活性。

2

体内抗肿瘤活性评估(小鼠模型)

评估mALK.CAR-T细胞在白血病和神经母细胞瘤模型中的抗肿瘤效果和毒性。

在C57BL/6、NSG、BALB/c小鼠中建立白血病和神经母细胞瘤模型,输注mALK.CAR-T或对照CAR-T,监测生存和肿瘤生长。

3

人ALK.CAR-T细胞的体外杀伤评估

测试人源化ALK.CAR-T细胞对多种神经母细胞瘤细胞系和PDX的杀伤活性。

将人ALK.CAR-T与表达GFP-FFluc的神经母细胞瘤细胞共培养,检测残留肿瘤细胞和细胞因子释放。

4

人ALK.CAR-T细胞的体内抗肿瘤评估

在NSG小鼠转移模型中评估ALK.CAR-T细胞对高/低表达ALK神经母细胞瘤的疗效。

静脉注射FFluc标记的神经母细胞瘤细胞,待肿瘤建立后输注CAR-T细胞,监测生物发光和生存。

5

ALK抑制剂对ALK表达的调节

探究lorlatinib和ceritinib是否上调神经母细胞瘤细胞中ALK的表达。

用lorlatinib处理神经母细胞瘤细胞系,检测ALK mRNA和蛋白表达,以及体内肿瘤中ALK表达。

6

联合治疗增强杀伤的机制验证

验证ALK抑制剂增强ALK.CAR-T杀伤是否依赖于ALK表达上调而非仅生长抑制。

使用ALK降解剂TL-13-112预处理细胞,比较ceritinib和降解剂对ALK.CAR-T杀伤的影响;过表达ALK验证其足够性。

7

联合治疗的体内疗效评估

在低表达ALK的神经母细胞瘤转移模型中测试lorlatinib联合ALK.CAR-T的疗效。

在SK-N-SH、NGP、SH-SY5Y和Felix-PDX转移模型中,给予lorlatinib和CAR-T细胞,监测肿瘤生长和生存。

8

联合治疗的毒性评估

评估lorlatinib联合ALK.CAR-T是否引起肠道或脑部毒性。

在肿瘤小鼠中给予联合治疗,通过免疫组化检测CD3+ T细胞在肠道和脑的浸润,以及组织损伤。

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
劳拉替尼SelleckchemS7536; CAS: 1454846-35-5
色瑞替尼SelleckchemS7083; CAS: 1032900-25-6
TL-13-112Tocris6745; CAS: 2229037-19-6
环磷酰胺Sigma-AldrichPHR1404; CAS: 6055-19-2
人白介素-2PeproTech200-02
人白介素-7PeproTech200-07
人白介素-15PeproTech200-15
抗人CD3 PerCP-Cy5.5抗体BD Biosciences340948
抗人CD4 FITC抗体BD Biosciences347413
抗人CD8 APC-H7抗体BD Biosciences560179
抗人GD2 Alexa Fluor 647抗体BD Biosciences562096
抗人LAG-3 PE抗体Miltenyi Biotec130-120-470
抗人PD-1 APC抗体Miltenyi Biotec130-120-383
抗人/鼠TOX APC抗体Miltenyi Biotec130-118-335
抗人CD45RA APC抗体Miltenyi Biotec130-113-362
抗人CD62L PE抗体Miltenyi Biotec130-113-625
抗Ki-67 PE抗体BD Biosciences567719
兔抗ALK抗体Cell Signaling Technology3633
兔抗ALK抗体Abcamab16670
兔抗GFP抗体Cell Signaling Technology2956
鼠抗β-actin抗体Sigma-AldrichA5316
兔抗α-actinin抗体Cell Signaling Technology6487
兔抗磷酸化ALK抗体Cell Signaling Technology3341
兔抗磷酸化Akt抗体Cell Signaling Technology9271
兔抗泛Akt抗体Cell Signaling Technology4691
兔抗磷酸化p44/42 MAPK抗体Cell Signaling Technology9101
兔抗p44/42 MAPK抗体Cell Signaling Technology4695
兔抗β-tubulin抗体Cell Signaling Technology2128
鼠抗HSC70抗体Santa Cruz Biotechnologysc-7298
兔抗钠钾ATP酶抗体Abcamab76020
兔抗GAPDH抗体Abcamab128915
抗ALK抗体Leica BiosystemsPA0831
抗ALK抗体Roche790-4796
抗人CD3抗体Leica BiosystemsPA0122
抗颗粒酶B抗体Leica BiosystemsPA0291
抗PD-1抗体Leica BiosystemsPA0216
EasySep小鼠T细胞分离试剂盒Stemcell19851
EasySep人T细胞分离试剂盒Stemcell17951
Dynabeads小鼠T细胞激活剂CD3/CD28Gibco11456D
Dynabeads人T细胞激活剂CD3/CD28Gibco11131D
BD Cytofix/Cytoperm Plus固定/透化试剂盒BD Biosciences555028
TRIzol试剂Invitrogen15596026
iScript cDNA合成试剂盒Bio-Rad1708891
iTaq Universal SYBR Green预混液Bio-Rad1725121
Ficoll-Paque Plus密度分离液Cytiva17-1440-02
小鼠IFN-γ ELISA试剂盒BioLegend430804
小鼠GM-CSF ELISA试剂盒BioLegend432204
小鼠IL-6 ELISA试剂盒BioLegend431304
小鼠SAA-3 ELISA试剂盒Sigma-AldrichEZMSAA3-12K
人IFN-γ ELISA试剂盒R&D SystemsDY285B
细胞表面生物素化与分离试剂盒PierceA44390
FITC Annexin V凋亡检测试剂盒IBD Pharmingen556547
Alexa Fluor 647抗体标记试剂盒InvitrogenA20186
CellTiter-Glo发光细胞活力检测试剂盒PromegaG7571
IVISbrite D-荧光素钾盐生物发光底物Perkin Elmer122799
RetroNectin重组人纤连蛋白片段TakaraT100A
Xfect转染试剂Takara631318
聚breneSanta Cruz Biotechnologysc-134220; CAS: 28728-55-4
GeneJuice转染试剂Merck Millipore70967

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
体外杀伤实验
效靶比(如1:1、1:5、1:10、1:20)和共培养时间(3天或5天)
阅读提示:Methods: Co-culture Experiments with hCAR-T and Bioluminescence Imaging Analysis
ALK抑制剂处理
lorlatinib浓度(10 nM、100 nM)和处理时间(24小时)
阅读提示:Figure 5 legend; Methods: Neuroblastoma Cell Proliferation and Apoptosis Assays
体内联合治疗
lorlatinib剂量(1.5 mg/kg每日两次或10 mg/kg每日一次)和给药周期(预处理4天,后续5天周期)
阅读提示:Methods: Neuroblastoma Metastatic Models
CAR-T细胞输注
细胞输注量(2×10^6或5×10^6)和输注途径(静脉)
阅读提示:Methods: Neuroblastoma Metastatic Models
小鼠肿瘤模型
肿瘤细胞接种量(如2×10^6)和模型类型(转移模型、PDX)
阅读提示:Methods: Neuroblastoma Metastatic Models