Hranice | Využití Lidských Cross-Prezentaci CLEC9A+XCR1+ Dendritických Buněk pro Imunoterapii | Imunologie

Úvod
CLEC9A+XCR1+ DC jsou Nezbytné Pro CTL Indukce
co dělá CLEC9A+XCR1+ DC tak efektivní při CTL primingu?
Cílení CLEC9A+XCR1+DC in vivo
Adjuvanty pro Aktivaci CLEC9A+XCR1+DC
závěr
Prohlášení o střetu zájmů
Poděkování

Úvod

Dendritické buňky (DC) jsou profesionální antigen prezentující buňky (Apc), které hrají klíčovou roli v indukci a regulaci imunitní odpovědi, včetně indukce cytotoxických T lymfocytů (CTL) reakce. Jsou důležitým zaměřením pro vývoj vakcín proti rakovině a mnoha patogenům, včetně HIV a malárie, kde jsou pro ochranu a eradikaci onemocnění vyžadovány odpovědi CTL. DC ex vivo s nádorovým antigenem (Ag) byly podávány jako vakcíny pacientům s rakovinou více než 15 let. Jsou dobře snášeny a vyvolávají imunitní odpovědi, včetně některých klinických regresí, ale zjevně existuje prostor pro zlepšení (1). DC síť u myší i lidí je heterogenní, se specializovanými DC podmnožinami řídícími specifické imunitní funkce (2). Nový vývoj v našem chápání DC biologie identifikovali podskupinu DC charakterizovány expresí nových markerů CLEC9A (DNGR-1) (3, 4) a XCR1 (5, 6) jako důležité pro indukci CTL odpovědi (7). Očkovací strategie, které poskytují Ag a aktivátory přímo na CLEC9A+XCR1+ DC in vivo slibují překonat mnoho logistických problémů spojených s in vitro odvozené vakcín, což umožňuje přesnost a specifičnost požadovanou imunitní odpověď (8). Zde diskutujeme o biologických vlastnostech CLEC9A+XCR1+ DC, které z nich činí takové atraktivní cíle pro vakcíny CTL a nové očkovací přístupy k jejich cílení in vivo.

CLEC9A+XCR1+ DC jsou Nezbytné Pro CTL Indukce

vznikající složitost DC sítě a optimální DC dílčí cíl je prvním důležitým aspektem pro návrh nových vakcín, které cílové DC in vivo. U lidí a myší existuje více podmnožin DC, které se liší umístěním, fenotypem a specializovanou funkcí (2). Mohou být široce klasifikovaný jako (i) zánětlivé monocytů odvozené (Mo) DC, které se vyvíjejí se z monocytů a jsou rychle přijati do místa zánětu; (ii) plasmacytoid DC (pDC), které jsou hlavními producenty typ I interferonů (IFN) v reakci na TLR 7/9 podvaz a jsou klíčové pro anti-virové imunity; a (iii) konvenční DC (cDC), které mohou být dále rozděleny na základě umístění do “lymfoidní-rezident” a “migračních” DC (2). Lymfoidní rezidentní DC zachycují Ag přímo v lymfoidních tkáních, zatímco migrační DC sídlí v periferních orgánech (např. plic, kůže a střeva), kde zachycují Ag, pak migrují do lymfoidních tkání, aby sdíleli svůj Ag s jiným lymfoidním rezidentem DC nebo prezentovali Ag přímo T buňkám. V obou lokalitách lze cDC dále rozdělit do podmnožin se specializovanými funkcemi. Stále více důkazů poukazuje na roli pro myš CD11b+ cDC podmnožina v indukci CD4+ T-buněčnou odpověď i když podobnou roli pro rovnocenné lidské CD1c+ DC podmnožina dosud nebyla stanovena (2, 9). Nicméně, to je podmnožina definována expresi C-type lectin-like receptor, CLEC9A, a chemokinový receptor, XCR1, který je zásadní pro indukci CTL odpovědi proti rakoviny, virů a jiných patogenních infekcí (2, 7).

CLEC9A+XCR1+ DC byl původně identifikován u myší pomocí exprese markerů CD8a na lymfoidní-resident DC nebo CD103 na migrační DC a jsou obyčejně odkazoval se na jako CD8a+ lymfoidní a CD103+ migračních DC. U lidí se CLEC9A+XCR1 + DC, běžně označované jako CD141+ DC, nacházejí v lymfoidních i ne-lymfoidních tkáních, včetně kůže, střeva, jater a plic (6, 10-13). CLEC9A a XCR1 jsou výhradně vyjádřil tento jedinečný DC podmnožina v lymfoidních a non-lymfoidních tkáních obou druhů, s výjimkou nízké hladiny exprese Clec9A myší pDC. Jak tyto značky kombinovat, jsou v současné době nejvíce konkrétní způsob definování těchto DC u obou druhů, dále jsme na ně odkazovat jako CLEC9A+XCR1+ DC. Kromě CLEC9A a XCR1, tyto DC sdílet vyjádření nectin-jako protein, Necl2 (14) a TLR3, a jsou hlavními producenty IFN-λ po TLR3 ligace (15). Důležitější je, že excel v cross-prezentace, mechanismus, který umožňuje exogenní Ag, například, které zachytil od nádorů a virally infikované buňky, které mají být zpracovány a prezentovány na MHC I, pro uznání Ctl (16).

co dělá CLEC9A+XCR1+ DC tak efektivní při CTL primingu?

i když jiné typy buněk, včetně makrofágů, B-buňky a další DC podskupin, může cross-dárek za určitých okolností in vitro (17-20), tam je podstatný důkaz k prokázání, že CLEC9A+XCR1+ DC jsou ze své podstaty více efektivní v tomto procesu in vitro a in vivo (6, 7, 10, 11, 16). Přesné molekulární mechanismy nejsou zřejmé, ale rozsáhlé úsilí ještě odhalit specializované cross-prezentace strojů jedinečné CLEC9A+XCR1+ DC (16). Existuje však několik vlastností těchto DC, které společně vysvětlují jejich vynikající schopnost zkřížení i přes podobnou absorpční kapacitu Ag ve srovnání s jinými PODMNOŽINAMI DC. Za prvé, CLEC9A+XCR1+ DC udržovat méně kyselé pH v endosomes a phagosomes, favorizovat cross-prezentace od začátku endocytic váčků (21), a usnadnění cross-prezentace Ag cílené na konci endosomes/lyzosomy (20, 22). Za druhé, CLEC9A+XCR1+ DC jsou účinnější při translokaci Ag z endosomů / fagosomů do cytosolu pro přístup ke klasické dráze zpracování MHC I (23). Za třetí, CLEC9A, receptor pro aktinová filamenta vystaveny na mrtvých buněk, hraje klíčovou roli v poskytování Ag zachytil z mrtvých buněk pro cross-priming (24-27). Začtvrté, CLEC9A+XCR1+ DC exprimují vysoké hladiny TLR3, známého zesilovače zkřížení (28). Konečně, konstitutivní aktivace unfolded-protein response sensor, IRE-1α, a transkripční faktor XBP-1 bylo v poslední době prokázáno, že regulace cross-prezentace zejména CLEC9A+XCR1+ DC (29). Existují také důkazy, že XCR1 a Necl2 se podílejí na aktivaci CTL, i když ne přímo prostřednictvím rozšíření cesty křížové prezentace (5 ,6, 14). Tyto funkce poskytují silný důvod vyvíjet technologie, které vydává Ag cross-prezentace cestu CLEC9A+XCR1+DC in vivo.

Cílení CLEC9A+XCR1+DC in vivo

Protilátky (Ab), které jsou specifické pro DC povrchu receptory, zejména Ag příjmu receptory, může být využita k dodání Ag přímo do DC in vivo (30). Výběr snímače závisí na jeho specifičnost pro DC podmnožina být cílené kromě Ag zpracování a prezentace dráhy používají receptor následující internalizace. Řadu C-type lectin receptory (CLR) byly využity pro tento účel, a to je přezkoumána jinde (1, 30), ale pro poskytování Ag CLEC9A+XCR1+ DC u myší, DEC-205 byl hlavní zaměření. Dodávka Ag prostřednictvím DEC-205 Ab indukuje odpovědi CD4+ i CD8+ T buněk v přítomnosti adjuvans a je lepší než DC vakcíny načtené ex vivo při prevenci růstu nádoru . Fáze I / II klinické studie zaměřené na ny-ESO-1 Ag pro léčbu mnohočetných solidních malignit exprimujících tuto Ag probíhají s využitím CDX-1401, plně humanizovaného Ab proti DEC-205 (CellDex Therapeutics). U lidí je DEC-205 široce exprimován na všech DC, kromě B buněk, T buněk a NK buněk. I když CLEC9A+XCR1+ DC, CD1c+ DC, pDC, a MoDC bylo prokázáno, že proces a prezentovat Ag dodané DEC-205 na CD4+ a CD8+ T buněk in vitro (20, 31-33), omezené přímé srovnání naznačují, CLEC9A+ XCR1+ DC, aby se více efektivní při cross-prezentace (20). To je pravděpodobně způsobeno preferenční obchodování DEC-205 pozdě endosomes, který obvykle upřednostňuje Ag zpracování prostřednictvím MHC II cesta (34), zatímco stále umožňuje cross-prezentace CLEC9A+XCR1+ DC (20).

atraktivní přístup je konkrétně dodat Ag CLEC9A+XCR1+ DC pomocí Ab nebo ligandy specifickými pro CLEC9A (3, 4) nebo XCR1 (35). Studie s využitím Clec9A pro Ag dodání u myší pozorovat efektivní CD8+ T-buněčné odpovědi a, překvapivě, vynikající CD4+ T buněčné imunity při přímém porovnání s DEC-205, i bez adjuvans (3, 4, 36). Hlavní důvody pro účinnost cílení Clec9A patří jeho intracelulární obchodování s lidmi, jako Clec9A přináší Ag na začátku a recyklace endosomes (27), a přetrvávání anti-Clec9A Ab v séru, což vede k delší prezentace Ag (36). Stanovení molekulárních interakcí CLEC9A po internalizaci a jak to ovlivňuje obchodování s AG a zpracování, nepochybně osvětlí základ pro účinnost cílení Clec9A.

Anti-humánní CLEC9A Ab může dodávat Ag na lidské CLEC9A+XCR1+ DC pro zpracování a prezentaci jak na CD4+, tak na CD8+ T buněčné linie in vitro (37). To poskytuje proof-of-princip a silným důvodem k dalšímu rozvoji anti-lidské CLEC9A Ab pro vakcíny a více komplexně porovnat s DEC-205 Ab a jiné přístupy, které se zaměřují více DC podskupin. Tyto studie byly omezeny v důsledku obtíží při získávání dostatečného počtu lidských CLEC9A+XCR1+ DC pro podrobnou funkční analýzu, ale jsou nyní možné s rozvojem nových humanizované myší modely, kde funkční lidské CLEC9A+XCR1+ DC rozvíjet a mohou být zaměřeny s CLEC9A nebo DEC-205 Abs in vivo (38).

Adjuvanty pro Aktivaci CLEC9A+XCR1+DC

Brzy DC klinických studiích a myš studií, které zkoumají Clec9A nebo DEC-205 cílení Ab jasně ukázaly, požadavek na DC aktivace za účelem navození optimální CTL odpovědi (31, 39). TLR ligandy jsou některé z nejslibnějších adjuvans, které jsou v současné době hodnoceny na klinice, a diferenciální exprese TLR PODMNOŽINAMI DC by mohla hluboce ovlivnit výběr adjuvans. To je zvláště důležité při předklinickém hodnocení vakcín zaměřených na CLEC9A+XCR1+ DC, protože exprese TLR se liší u myší a lidských DC podmnožin. Na TLR9 ligandem CpG, byl široce používán jako adjuvantní u myší, včetně s Clec9A Ab (36) a byla klinicky hodnocena, s omezenými nežádoucími účinky, jako adjuvans v chemoterapii rakoviny a ex vivo DC vakcíny (40). Zatímco TLR9 je široce exprimován u myší, včetně CLEC9A+XCR1+ DC, u lidí je omezen na PDC (39). Aktivace lidského pDC pomocí CpG však indukuje velké množství IFN typu I, které by mohly potenciálně hrát důležitou funkci kolemjdoucího pro aktivaci CLEC9A+XCR1 + DC a následnou indukci protinádorových odpovědí (41, 42). Na rozdíl od jejich myších protějšků, lidské CLEC9A+XCR1+ DC také postrádají expresi TLR4, ale exprimují TLR8, což není funkční u myší (39).

ligand TLR7/8, R848 nebo resiquimod, byl schválen FDA pro topické použití a v současné době prochází klinickými zkouškami s DEC-205 (CDX-1401, CellDex) (43). Aktivuje také CD1c + DC přes TLR8 a pDC přes TLR7. Jeho potenciál být používán ve vakcínách zbývá určit, s myší studií, což naznačuje, že jeho krátký poločas a formulace nemusí být ideální pro aktivaci DC lokálně k zahájení adaptivní imunitní odpovědi, a to byl zapletený v závažné nežádoucí účinky pozorované v klinických studiích (43).

ligand TLR3, polyI:C, se objevuje jako atraktivní adjuvantní kombinovat s DC cílení Ab, neboť TLR3 vyjádření je zachována, přes lidské a myší CLEC9A+XCR1+ DC. PolyI:Bylo zjištěno, že C je optimální adjuvans pro použití v kombinaci s Dec-205 cílení Ab u myší (44). Deriváty Poly I:c Hiltonol a Ampligen jsou u lidí dobře snášeny a indukují odpověď IFN typu I napodobující odpověď virové infekce (45). Ty jsou nyní hodnoceny v klinických studiích ve spojení s cílením Dec-205 Ab (CellDex Therapeutics; NCT00948961).

závěr

zůstává velká potřeba vývoje vakcín, které vyvolávají účinné antivirové a protinádorové CTL odpovědi. Objev CLEC9A+XCR1+DC u myší a lidí, jako podmnožina specializované pro Ag cross-prezentace a cross-priming CTL, odhalila nové slibné cesty pro vakcíny design. Dosud, příspěvek dalších podmnožin DC k účinnosti tohoto procesu je ještě třeba určit. Otázky tedy zůstávají: je efektivnější dodávat Ag do CLEC9A+XCR1 + DC, které jsou nejlépe vybaveny pro křížovou prezentaci, nebo poskytne pomoc společné dodání do jiných podmnožin DC? Které receptory nejlépe dodají Ag do požadovaných intracelulárních kompartmentů a které adjuvans nejlépe zvýší imunitní odpovědi? Dosavadní studie naznačují, že cílení CLEC9A+XCR1+ DC in vivo spolu s pomocnými látkami pro specifickou aktivaci těchto DC nabízí velký slib. Pokrok humanizovaných myších modelů umožňujících vývoj CLEC9A+XCR1+ DC a dalších podmnožin DC umožní zodpovězení těchto a dalších otázek a usnadní překlad z lavice na stranu postele.

Prohlášení o střetu zájmů

Mireille h. Lahoud a Kirsteen m. Tullett jsou uvedeny jako vynálezci patentových přihlášek týkajících se Clec9A. Kristen J. Radford nemá žádné střety zájmů hlásit.

Poděkování

Mireille H. Lahoud a Kristen J. Radford jsou podporovány projektové granty z Národního Zdraví a Lékařský Výzkum Rady z Austrálie (NHMRC 604306 a 1025201) a Prostaty Cancer Foundation of Australia (PG2110). Kristen J. Radford je držitelem úrovně NHMRC CDF 2 Společenství. Kirsteen m .. Tullett je příjemcem mezinárodního PhD stipendia University of Queensland. Tato práce byla umožněna prostřednictvím viktoriánské státní podpory operační infrastruktury a australské vlády Nhmrc Independent Research Institute Infrastructure Support Scheme.

1. Radford KJ, Tullett KM, Lahoud MH. Dendritické buňky a imunoterapie rakoviny. Curr Opin Immunol (2014) 27C: 26-32. doi: 10.1016 / j. ČOI.2014.01.005