Samenvatting Fantastic Immune system

Fantastic immune cells & how to engineer
them (Prof. Davo)
Immuuntherapie is 1 van de 5 pilaren om kanker te bestrijden.
 Gebruik het immuunsysteem als een therapeutische strategie om kanker
te behandelen  verbeterd het natuurlijke vermogen van het
immuunsysteem om de ziekte te bestrijden


1. Fantastische cellen van het immuunsysteem en hoe
ze te verkrijgen
1.1. Wat zijn de componenten van het immuunsysteem?


= eerstelijnsdefentie = wanneer aangeboren
(minuten) niet in staat is dan
 Cellulaire adaptief (hebben een
componenten zijn bv geheugen)
NK cellen,  Cellulair: T- en B-
neutrofielen, cellen
 Humoraal: AL




1.2. Oorsprong van de immuuncellen
 Hematopoëse  deling van hematopoëtische stamcellen (HSC) in het
beenmerg
 HSC zijn multipotent en zelfvernieuwend
 HSC  multipotente hematopoëtische voorlopercellen (HPC's)  twee
bloedcellijnen: myeloïde en lymfoïde cellijn
 Aan het einde van het proces  vormen zich late voorlopercellen en
volwassen cellen

1.2.1.Alle cellen gebruiken voor immuuntherapie
 Neutrofielen: eerstelijn van herkenning en verdediging
 Eosinofielen: inflammatoire processen meten
 Basofielen: vrijstelling van histamines en herapine
 Monocyten: helpen bescherming tegen bacteriën
 DC: stimuleren cel-gemedieerde immuniteit
 T-lymfocyten: antivirale respons uitoefenen
 NK-cellen: herkennen geïnfecteerde cellen dat misschien kunnen
transformeren tot kankercellen en gaan deze vernietigen
 B-lymfocyten: humorale immuniteit

APC zijn de brug tussen aangeboren en adaptieve immuunsysteem (monocyten,
DC, macrofagen).



1

,1.3. Interactie tussen aangeboren en adaptieve
immuunsysteem als respons op een infectie




1.4. T-cel activatie
 CD4-helper-T-cellen worden door dendritische cellen geïnstrueerd om
cellulaire (CD8 cytotoxische T-cellen) en humorale (B-cellen)
immuunreacties te initiëren


1.5. Wat zijn de stappen in het proces van cellulaire therapie?
1.5.1.Celbron
 Welke soorten celbronnen zijn er?
o Celbronnen die momenteel worden ontwikkeld voor therapeutisch
gebruik, kunnen op basis van hun oorsprong worden onderverdeeld
in drie groepen:
 Autologe cellen: cellen waaruit het product bestaat, zijn
afkomstig van de patiënt
 Allogene cellen: van menselijke oorsprong, maar afkomstig
van een individu dat verschilt van de patiënt
 Xenogene cellen: van niet-menselijke oorsprong
 Waarom is dit belangrijk?
o Beïnvloedt de inkoop, productie, veiligheid en werkzaamheid van
een therapeutisch product.
o Het is een belangrijke bepalende factor voor de immuunrespons van
een patiënt op de getransplanteerde cellen.
 Een sterke gastheer-versus-transplantaatreactie kan leiden
tot toxiciteit en het falen van de cellen om te blijven bestaan.
 Geen therapeutisch voordeel.
o Het gebruik van xeno-afgeleide cellen is zeldzaam.
 Problemen met afstoting van het immuunsysteem van de
gastheer.


2

,1.5.1.1. Autologe cellen
 Drie primaire celtypen goedgekeurd of in actieve
klinische ontwikkeling:
o Uit beenmerg afkomstige hematopoëtische
stamcellen (HSC's)
o Immuun effectorcellen geïsoleerd uit perifeer
bloed
o Geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC's)
 VOORDELEN:
o Autologe therapieën vermijden immuunreacties
 langdurige engraftmenttijden en potentieel
voor hertoediening  Verbeterde werkzaamheid
 NADELEN:
o Algemene beperking  afhankelijkheid van de productkwaliteit van
de gezondheid van de patiënt
o Veel adoptieve therapiepijplijnen gebruiken immuuncellen die
uitgeput kunnen raken bij een donor met een chronische ziekte
o Dit, in combinatie met complexe uitbreidingsprotocollen en lange
doorlooptijden, resulteert in hoge productiekosten en uitdagingen op
het gebied van vergoedingen
 Immunogeniciteit kan nog steeds aanwezig zijn  xenogene of congenitaal
afwezige transgenen  preklinisch bewijs van cellulaire (CD8+ en CD4+ T-
cellen) en humorale adaptieve immuunreacties, nog niet in de kliniek te
zien

1.5.1.2. Allogene cellen
 VOORDELEN:
o Biedt potentieel schaalbare productie vanuit
overvloedige celbronnen
o Verbeter de kosten aanzienlijk en vereenvoudig
de productie
 NADELEN:
o Lagere therapeutische potentie
o De meeste allogene celtherapieën zijn kwetsbaar
voor immuunmismatch (gastheer versus
transplantaat):
 Daagt de responsduurzaamheid uit
 Vereist immunosuppressieve regimes of nieuwe technische
benaderingen
 Om dit te voorkomen, worden cellen bijvoorbeeld ingekapseld in
biopolymeermatrices om immuunherkenning te voorkomen en het gebruik
van immunosuppressiva te beperken
o NADELEN: Immuunreacties op het inkapselingsmateriaal zijn
mogelijk
o VOORDELEN: Mogelijkheid tot herdosering




3

, 1.5.1.3. Uitdagingen en tactieken voor autologe en allogene therapieën




1.5.1.4. Voorbeelden, voor- en nadelen van verschillende celbronnen
voor celtherapieën
Celbron Voorbeeld Effect op Celtransplant Duur respons Dosering
immuuncellen atie
Autoloog HSCs, T- Herkend als Potentieel Lange-termijn, Her-
cellen zichzelf, geen permanent zeer administratie
nood aan levensvatbaar mogelijk,
immunosuppressi variabiliteit in
e dosering
Allogeen MSCs, NK- Cellen herkend Transient Korte-termijn, Her-
cellen, B- als niet-eigen, wel variabel administratie
cellen nood aan mogelijk,
immunosuppressi goede
e controle over
dosering
Genetisch Universele Niet herkend door Potentieel Lange-termijn, Her-
gemodificee cellen het permanent zeer administratie
rde niet- immuunsysteem levensvatbaar mogelijk,
immunogen variabiliteit in
e cellen dosering

1.5.2.Cel isolatie
 Hoe isoleren we immuuncellen die van belang zijn?
o Isolatie van immuuncellen: “methoden die de verrijking van
immuuncelsubsets mogelijk maken met behulp van antilichaam-
gemedieerde herkenning van specifieke celoppervlakteantigenen,
gevolgd door sortering of scheiding met technieken zoals
flowcytometrie, dichtheidscentrifugatie of magnetische isolatie”




4

, 1.5.2.1. Immuuncelisolatie Wat en Hoe?
a) Bloedstaal extractie
o Leukaferese is een proces om extra witte bloedcellen uit het bloed
te verwijderen.
o Tijdens leukaferese:
 Wordt een naald in één arm geplaatst.
 Wordt bloed afgenomen en door een machine geleid.
 Wordt bloed door een centrifuge in componenten gescheiden.
 Wordt het benodigde bloed (leukocyten) verzameld in steriele
zakjes, leukopakken genaamd.
 Wordt het ongebruikte bloed (rode bloedcellen en plasma) via
een tweede naald in de andere arm teruggegeven aan de
donor.
o Duurt 1-3 uur.
o Mogelijke bijwerkingen: flauwvallen of een flauw gevoel, lage
bloeddruk, allergische reactie.
b) PBMC isolatie
o Dichtheidsgradiëntcentrifugatie is gebaseerd op het feit dat rode
bloedcellen een hogere gemiddelde drijvende dichtheid hebben dan
de meeste witte bloedcellen  centrifugatie maakt de scheiding van
deze fracties mogelijk.
o Dichtheidsgradiëntmedium (Ficoll-Paque, Lymphoprep) maakt de
scheiding van mononucleaire cellen uit perifeer bloed mogelijk.
o SepMate




c) Cellen van interesse sorteren
o MACS: Magnetic Activated Cell Sorting  gebaseerd op antilichamen
gekoppeld aan magnetische kralen
 Tijdens incubatie met een celsuspensie bindt het
antilichaam/kraalcomplex zich aan cellen die de
corresponderende marker (CD14, CD3, CD19) tot expressie
brengen
 Wanneer de celsuspensie in een
magnetisch veld wordt geplaatst, blijven
magnetisch gelabelde cellen behouden,
terwijl ongelabelde cellen kunnen worden
verwijderd
 Om de gelabelde cellen te verkrijgen,
wordt het monster uit het magnetische
veld gehaald
 Selectiestrategieën:


5