Frontiers In Immunology

Introduksjon

DENDRITISKE celler (DC) er profesjonelle antigen presentere celler (Apc) som spiller en sentral rolle i induksjon og regulering av immunresponser, inkludert induksjon av cytotoksiske T lymfocytt (CTL) responser. De er et viktig fokus for utvikling av vaksiner mot kreft og mange patogener, inkludert HIV og malaria, hvor CTL-responser kreves for beskyttelse og sykdomsutryddelse. DC-lastet ex vivo med tumorantigen (Ag) har blitt administrert som vaksiner til kreftpasienter i over 15 år. De tolereres godt og induserer immunrespons, inkludert noen kliniske regresjoner, men det er klart rom for forbedring (1). DC-nettverket i både mus og mennesker er heterogent, med spesialiserte DC-undergrupper som driver spesifikke immunfunksjoner (2). Nye utviklinger i vår forståelse AV DC-biologi har identifisert en delmengde AV DC preget AV uttrykket av nye markører CLEC9A (DNGR-1) (3, 4) OG XCR1 (5, 6) som viktig for induksjon AV CTL-responser (7). Vaksinestrategier som leverer Ag og aktivatorer direkte TIL CLEC9A + XCR1 + DC in vivo lover å overvinne mange av de logistiske problemene knyttet til in vitro-avledede vaksiner, slik at presisjon og spesifisitet av ønsket immunrespons (8). HER diskuterer VI de biologiske egenskapene TIL CLEC9A+XCR1+ DC som gjør DEM til slike attraktive mål for CTL-vaksiner og nye vaksinetilnærminger for å målrette dem in vivo.

CLEC9A + XCR1 + DC Er Avgjørende For CTL-Induksjon

DEN fremvoksende kompleksiteten TIL DC-nettverket og den optimale DC-delmengden til målet er det første viktige hensynet for utformingen av nye vaksiner som retter SEG mot DC in vivo. I menneske og mus finnes det flere DC-undergrupper som varierer i plassering, fenotype og spesialisert funksjon (2). DE kan grovt klassifiseres som (I) inflammatorisk monocytt-avledet (Mo) DC som utvikler seg fra monocytter og rekrutteres raskt til steder med betennelse; (ii) plasmacytoid DC (pDC) som er store produsenter av type i interferoner (IFN) som respons PÅ TLR 7/9 ligering og er nøkkelen for antiviral immunitet; og (iii) konvensjonell DC (cDC) som kan videre deles basert på plassering i “lymfoid-bosatt” OG “migrerende” DC (2). Lymfoid-resident DC fanger Ag direkte i lymfoid vev, mens migrerende DC ligger i perifere organer (f. eks. lunge, hud og tarm) hvor De fanger Ag, migrerer deretter til lymfoide vev for å dele Ag med andre lymfoide BOSATT DC, eller presentere Ag direkte til T-celler. På begge steder kan cDC videre segregeres i undergrupper med spesialiserte funksjoner. Økende bevis peker på en rolle For musens CD11b + cDC-delmengde i induksjonen AV CD4 + T – cellerespons, selv om en lignende rolle for den tilsvarende humane CD1c+ DC-delmengden ennå ikke er fastslått (2, 9). Det er imidlertid undergruppen definert ved ekspresjon Av c-type lektinlignende reseptor, CLEC9A og kjemokin-reseptoren, XCR1, som er avgjørende for induksjon AV CTL-responser mot kreft, virus og andre patogene infeksjoner (2, 7).

CLEC9A + XCR1 + DC ble opprinnelig identifisert i mus ved uttrykk Av markørene CD8a På lymfoid bosatt DC eller CD103 på trekkende DC og blir ofte referert Til Som CD8a + lymfoid OG CD103+ trekkende DC. HOS mennesker FINNES CLEC9A + XCR1 + DC, ofte referert TIL SOM CD141+ DC, i både lymfoide og ikke-lymfoide vev, inkludert hud, tarm, lever og lunger (6, 10-13). CLEC9A og XCR1 uttrykkes utelukkende av DENNE unike DC-undergruppen i lymfoide og ikke-lymfoide vev av begge arter, med unntak av lave nivåer Av uttrykk For Clec9A ved mus pDC. Da disse markørene kombinert er for tiden den mest spesifikke måten å definere DISSE DC i begge artene, refererer vi heretter TIL DEM SOM CLEC9A + XCR1 + DC. I TILLEGG TIL CLEC9A og XCR1 deler DISSE DC uttrykk for det nektinlignende proteinet, Necl2 (14) OG TLR3, og er store produsenter AV IFN-λ etter TLR3-ligering (15). Det er viktig at de utmerker seg ved krysspresentasjon, mekanismen som gjør at eksogen Ag, som den som er fanget fra svulster og viralt infiserte celler, kan behandles og presenteres PÅ MHC I for anerkjennelse av CTLs (16).

Hva Gjør CLEC9A+XCR1+ DC Så Effektiv VED CTL-Priming?

selv om andre celletyper, inkludert makrofager, B-celler og ANDRE DC-undergrupper, kan krysspresentere under spesielle omstendigheter in vitro (17-20), er det betydelig bevis for å vise AT CLEC9A + XCR1 + DC i seg selv er mer effektive ved denne prosessen in vitro og in vivo.(6, 7, 10, 11, 16). De nøyaktige molekylære mekanismene er ikke forstått, men omfattende innsats har ennå ikke avslørt spesialisert krysspresentasjonsmaskiner som er unike FOR CLEC9A+XCR1+ DC (16). Det er imidlertid flere funksjoner i DISSE DC som kollektivt forklarer deres overlegne krysspriming evne til tross for en lignende Ag opptakskapasitet sammenlignet med andre DC-undergrupper. FOR DET første opprettholder CLEC9A+XCR1+ DC en mindre sur pH i endosomer og fagosomer, favoriserer krysspresentasjon fra tidlige endocytiske vesikler (21), og letter krysspresentasjon Av Ag rettet mot sent endosomer/lysosomer (20, 22). FOR DET andre ER CLEC9A + XCR1 + DC mer effektive ved translokasjon Av Ag Fra endosomer / fagosomer inn i cytosol for tilgang til den klassiske MHC I – prosesseringsveien (23). FOR DET tredje spiller CLEC9A, en reseptor for aktinfilamenter eksponert på døde celler, en nøkkelrolle i å levere Ag fanget fra død celle for kryssprimering (24-27). For DET fjerde, CLEC9A+XCR1+ DC express høye NIVÅER AV TLR3, en kjent forsterker av kryssprimering (28). Endelig ble konstitutiv aktivering av unfolded-protein-responssensor, IRE-1α og transkripsjonsfaktoren XBP-1 nylig vist å regulere krysspresentasjon spesifikt AV CLEC9A+XCR1+ DC (29). DET er også bevis FOR AT XCR1 Og Necl2 er involvert I CTL-aktivering, men ikke direkte via å øke krysspresentasjonsveien (5, 6, 14). Disse funksjonene gir en sterk begrunnelse for å utvikle teknologier som spesifikt leverer Ag til krysspresentasjonsveien TIL CLEC9A + XCR1 + DC in vivo.

Målretting CLEC9A + XCR1 + DC in vivo

Antistoffer (Ab) spesifikke FOR DC overflate reseptorer, spesielt Ag opptak reseptorer, kan utnyttes til å levere Ag direkte TIL DC in vivo (30). Valget av reseptor avhenger av dens spesifisitet FOR DC-undergruppen som skal målrettes i tillegg Til Ag-prosesserings-og presentasjonsveien som brukes av reseptoren etter internalisering. En rekke c-type lektinreseptorer (CLR) har blitt utnyttet til dette formålet, og dette er gjennomgått andre steder (1, 30), men for å levere Ag TIL CLEC9A + XCR1 + DC hos mus, HAR DEC-205 vært et hovedfokus. Levering Av Ag via DEC-205 Ab induserer BÅDE CD4+ og CD8 + t-cellerespons i nærvær av adjuvans og er bedre enn ex vivo-ladede DC-vaksiner for å forhindre tumorvekst . Fase i / II kliniske studier rettet MOT NY-ESO-1 Ag for behandling AV flere solide maligniteter uttrykke Denne Ag pågår utnytte CDX-1401, et fullt humanisert Ab MOT DEC-205 (CellDex Therapeutics). HOS mennesker er DEC-205 bredt uttrykt på ALLE DC, i Tillegg Til B-celler, T-celler og NK-celler. SELV OM CLEC9A + XCR1 + DC, CD1c + DC, pDC og MoDC har vist seg å behandle Og presentere Ag levert AV DEC – 205 TIL CD4 + OG CD8+ T-celler in vitro (20, 31-33), foreslår begrensede direkte sammenligninger CLEC9A+ XCR1+ DC for å være mer effektiv ved krysspresentasjon (20). Dette skyldes sannsynligvis preferansehandel AV DEC – 205 til sen endosomer, som vanligvis favoriserer Ag-behandling via MHC II-banen (34), samtidig som DET tillater krysspresentasjon AV CLEC9A + XCR1 + DC (20).

en attraktiv tilnærming er å mer spesifikt levere Ag TIL CLEC9A + XCR1 + DC ved Hjelp Av Ab eller ligander som er spesifikke FOR CLEC9A (3, 4) eller XCR1 (35). Studier som bruker Clec9A For Ag-levering i mus, observerer effektive CD8 + T – celleresponser og overraskende overlegen CD4 + T – celleimmunitet når de sammenlignes direkte med DEC-205, selv i fravær av adjuvans (3, 4, 36). Viktige årsaker til effekten Av målretting Clec9A inkluderer intracellulær handel, Da Clec9A leverer Ag til tidlig og resirkulerende endosomer (27), og vedvarende anti-Clec9A Ab i serum, noe som resulterer i langvarig ag-presentasjon (36). Bestemme molekylære interaksjoner AV CLEC9A etter internalisering og hvordan dette påvirker Ag trafficking og behandling, vil utvilsomt kaste lys på grunnlag Av Clec9A målretting effekt.

ANTI-human CLEC9A Ab kan levere Ag til human CLEC9A + XCR1 + DC for behandling og presentasjon til BÅDE CD4+ og CD8+ t cellelinjer in vitro (37). Dette gir proof-of-prinsippet og en sterk begrunnelse for å videreutvikle anti-human CLEC9A Ab for vaksiner og mer omfattende sammenligne MED DEC-205 Ab Og andre tilnærminger som er rettet mot flere DC undergrupper. Slike studier har vært begrenset på grunn av vanskeligheter med å skaffe tilstrekkelig antall menneskelige CLEC9A + XCR1 + DC for detaljert funksjonell analyse, men er nå mulig med utviklingen av nye humaniserte musemodeller, hvor funksjonell menneskelig CLEC9A + XCR1 + DC utvikles og kan målrettes MED CLEC9A eller DEC-205 Abs in vivo (38).

Adjuvanser For Aktivering AV CLEC9A+XCR1+DC

Tidlige DC kliniske studier og musestudier som undersøkte Clec9A Eller dec-205 målretting Ab, har tydelig vist et krav til DC-aktivering for å indusere optimal CTL-respons (31, 39). TLR ligander er noen av de mest lovende adjuvanser for tiden blir evaluert i klinikken og differensial uttrykk FOR TLR AV DC undergrupper kan dypt påvirke valget av adjuvans. Dette er et spesielt viktig hensyn for preklinisk evaluering AV vaksiner rettet MOT CLEC9A + XCR1 + DC siden TLR-uttrykk varierer i mus OG MENNESKELIGE DC-undergrupper. TLR9-liganden, CpG, har blitt mye brukt som adjuvans hos mus, inkludert Med Clec9A Ab (36) og har blitt evaluert klinisk, med begrensede bivirkninger, som adjuvans i kreft kjemoterapi og ex vivo DC vaksiner (40). MENS TLR9 er mye uttrykt i mus, inkludert VED CLEC9A + XCR1 + DC, hos mennesker er det begrenset til pDCs (39). Aktivering av human pDC ved CpG induserer imidlertid store mengder TYPE I IFN som potensielt kan spille en viktig tilskuer funksjon for aktivering AV CLEC9A + XCR1 + DC og påfølgende induksjon av antitumorrespons (41, 42). I motsetning til deres musemodeller mangler human CLEC9A+XCR1+ DC også UTTRYKK FOR TLR4, men express TLR8, som ikke er funksjonell hos mus (39).

A TLR7 / 8 ligand, R848 eller resiquimod, HAR BLITT FDA godkjent for aktuell bruk og gjennomgår for tiden kliniske studier MED DEC-205 (CDX-1401, CellDex) (43). Den aktiverer Også CD1c + DC VIA TLR8 og pDC VIA TLR7. Dens potensial til å bli brukt i vaksiner gjenstår å bli bestemt, med murine studier som indikerer at den korte halveringstiden og formuleringen kanskje ikke er ideell for å aktivere DC lokalt for å initiere adaptive immunresponser, og det har vært involvert i alvorlige bivirkninger observert i kliniske studier (43).

TLR3 ligand, polyI: C, fremstår som en attraktiv adjuvans å kombinere MED DC målretting Ab, SOM TLR3 uttrykk er bevart på tvers av menneske OG mus CLEC9A + XCR1 + DC. PolyI:C ble funnet å være den optimale adjuvansen til bruk i kombinasjon MED DEC – 205 målretting Ab hos mus (44). Poly I: C-derivatene Hiltonol og Ampligen tolereres godt hos mennesker og induserer EN TYPE I IFN-respons som etterligner en virusinfeksjon (45). Disse blir nå evaluert i kliniske studier i forbindelse MED DEC – 205 targeting Ab (CellDex Therapeutics; NCT00948961).

Konklusjon

det er fortsatt et stort behov for utvikling av vaksiner som fremkaller effektive anti-virale OG ANTI-tumor CTL-responser. Oppdagelsen AV CLEC9A + XCR1 + DC hos mus og mennesker, som en delmengde spesialisert For Ag-krysspresentasjon OG kryssprimerende CTL, har avslørt lovende nye veier for vaksinedesign. Likevel er bidraget fra andre DC-undergrupper til effekten av denne prosessen fortsatt å bli bestemt. Dermed gjenstår spørsmålene: er Det mer effektivt å levere Ag TIL CLEC9A + XCR1 + DC som er best utstyrt for krysspresentasjon, eller vil samleveranse til andre DC-undergrupper gi hjelp? Hvilke reseptorer vil best levere Ag til de nødvendige intracellulære rom, og hvilke adjuvanser vil best forbedre immunresponsen? Studier hittil tyder på at målretting CLEC9A+XCR1+ DC in vivo, sammen med adjuvanser for å spesifikt aktivere DISSE DC, gir et godt løfte. Utviklingen av humaniserte musemodeller som muliggjør utvikling AV CLEC9A + XCR1 + DC og andre DC-undergrupper, vil gjøre det mulig for disse og andre spørsmål å bli besvart, og lette oversettelsen fra benk til seng-side.

Erklæring Om Interessekonflikter

Mireille H. Lahoud Og Kirsteen M. Tullett er oppført som oppfinnere på patentsøknader knyttet Til Clec9A. Kristen J. Radford har ingen interessekonflikter å rapportere.

Anerkjennelser

Mireille H. Lahoud og Kristen J. Radford er støttet av prosjektstøtte fra National Health And Medical Research Council Of Australia (NHMRC 604306 og 1025201) Og Prostate Cancer Foundation Of Australia (PG2110). Kristen J. Radford har ET NHMRC CDF nivå 2 fellesskap. Kirsteen M. Tullett er mottaker Av En University Of Queensland International PhD Stipend. Dette arbeidet ble gjort mulig Gjennom Viktorianske Statlige Regjeringen Operativ Infrastruktur Støtte Og Australske Regjeringen NHMRC Independent Research Institute Infrastruktur Støtte Ordningen.