L'effetto dell'interleuchina sulla funzione delle cellule NK (IL-1β, IL-12, IL-15, IL-18, IL-21)
Fonte: T&L Biotechnology Data di pubblicazione: 24/08/2023
Le cellule natural killer provengono dal midollo osseo linfoide Cellula staminaleLe NK sono cellule effettrici dell'immunità innata dell'organismo. Prendono il nome dalla loro citotossicità aspecifica. L'attività di uccisione delle cellule NK non è limitata dall'MHC e non dipende dagli anticorpi, quindi è chiamata attività di uccisione naturale. Uccidono le cellule tumorali attraverso la dissoluzione diretta e la secrezione di citochine, rendendo lo sviluppo della sua funzione antitumorale un tema di grande attualità nella ricerca sul cancro negli ultimi anni.
Le interleuchine sono un gruppo di citochine secrete da vari tipi di cellule in grado di regolare la crescita cellulare, la differenziazione e l'attività immunitaria. La maggior parte di esse è strettamente correlata alle cellule NK, partecipando direttamente alla loro regolazione o regolandone indirettamente la funzione influenzando altre cellule immunitarie. Interleuchine come IL-2, IL-15 e IL-18 sono considerate fattori stimolanti le cellule NK e vengono utilizzate per l'espansione in vitro delle cellule NK. Hanno un effetto regolatore positivo sull'attivazione e la differenziazione delle cellule NK. L'aggiunta di queste citochine durante la coltura in vitro può migliorare significativamente l'attività di uccisione delle cellule NK.1、Promozione dell'espansione e dell'attivazione delle cellule NK: IL-2/21
Dal 1996, Soffer RJ et al. hanno rCarburanteÈ stato osservato che l'infusione continua a basso dosaggio e la somministrazione intermittente di IL-2 hanno un significativo effetto di espansione sulle cellule NK CD56+ nei pazienti con cancro metastatico. La maggior parte delle cellule NK presenta recettori di affinità per IL-2 sulla propria superficie e IL-2 induce citotossicità NK in circa 18-24 ore. Inoltre, IL-2 può anche indurre la proliferazione delle cellule NK, che generalmente inizia 3-4 giorni dopo la stimolazione. Il meccanismo d'azione è che IL-2 può indurre l'espressione di IL-2R nelle cellule NK. La catena α, la catena α neoespressa e la catena β e la catena γ di superficie formano recettori ad alta affinità, che stimolano la proliferazione delle cellule NK in presenza di IL-2.
Fonte dell'immagine: Sharma R, et al. Immunol Res. 2018
Wendt K et al. hanno riferito che nella regolazione della funzione delle cellule NK, l'IL-2 da sola può promuovere l'espansione delle cellule NK umane, mentre la combinazione di IL-2 e IL-21 produce un effetto di espansione più significativo.
Li Q et al. hanno riportato che l'IL-21 ha un significativo effetto di espansione sulle cellule NK umane coltivate in vitro, con un aumento del numero di cellule dipendente dalla concentrazione. Promuove inoltre l'espansione delle cellule nella fase S del ciclo cellulare durante le prime due settimane di coltura. Promuove inoltre l'ingresso delle cellule nella fase S del ciclo cellulare durante la prima e la seconda settimana di coltura.
Fonte dell'immagine: Li Q, et al. Immunobiology. 2015.
2. Induzione della differenziazione delle cellule NK: IL-1β/ 12/15
Il fenotipo immunitario delle cellule NK è CD3-CD56+ e attualmente si ritiene che si differenzino direttamente dalle cellule staminali emopoietiche del midollo osseo, ovvero dalle cellule staminali emopoietiche CD34+. Numerosi esperimenti hanno confermato che le cellule CD34+ derivate dal midollo osseo possono differenziarsi in cellule NK in vitro attraverso l'induzione di citochine, fornendo un'ulteriore opzione per la produzione di cellule NK.
Ambrosini et al. hanno analizzato l'effetto dell'IL-1β sulla differenziazione delle cellule NK dalle cellule precursori CD34+ del sangue del cordone ombelicale, e i dati hanno mostrato che l'IL-1β inibisce l'ILC3 promuovendo al contempo la maturazione delle cellule NK precursori CD34+ del sangue del cordone ombelicale.
Li Yan et al. hanno condotto esperimenti di differenziazione in vitro con induzione su cellule leucemiche CD34+ derivate dal midollo osseo di pazienti con leucemia mieloide acuta. Le cellule leucemiche CD34+ possono essere indotte a differenziarsi in vitro in cellule NK dotate di attività citotossica. La combinazione di citochine IL-12 e 1L-15 può indurre l'attività differenziata delle cellule NK, migliorare il tasso di mortalità delle cellule leucemiche e i livelli di espressione dei geni TNF-α e IFN-γ.
Fonte dell'immagine: Li Yan et al. Journal of Clinical Oncology, 2019
3. Miglioramento della tossicità delle cellule NK: IL-12/18/21
Guia et al. hanno scoperto che nei pazienti con deficit completo di IL-12Rbeta1 causato da mutazione di IL12RB1, la sottopopolazione di cellule NK era significativamente ridotta, soprattutto nella produzione di IFN-γ; dati simili sono stati ottenuti da pazienti con perdita completa di IL-12p40. Inoltre, il numero di cellule T effettrici della memoria che esprimevano CD56 era significativamente ridotto nei pazienti con deficit di IL-12Rbeta1 e IL-12p40. Pertanto, le cellule NK umane necessitano di IL-12 in vivo per ottenere il suo completo spettro di reattività funzionale.
Fonte dell'immagine: Guia S, et al. Blood. 2008
Mirjačić et al. hanno studiato gli effetti di IL-12 e IL-18 sulla funzione e sulle caratteristiche recettoriali delle cellule NK e delle loro sottopopolazioni in pazienti con melanoma metastatico. La terapia combinata di IL-12 e IL-18 in vitro può produrre effetti positivi sulla tossicità delle cellule NK e sull'espressione del recettore CD25 in pazienti con melanoma metastatico.
fonte immagine: Mirjačić et al.. J Transl Med. 2015. PMID: 25889680.
Strengell M et al. hanno inoltre riferito che l'effetto sinergico dell'IL-21 con l'IL-15 o l'IL-18 può aumentare la produzione di IFN-γ nelle cellule NK e T umane, esercitando effetti citotossici.
Fonte dell'immagine: Strengell M, et al. J Immunol. 2003.
Da oltre dieci anni, Beijing T&L Biotechnology Ltd. si concentra sulla ricerca e sviluppo e sulla produzione di materie prime per reagenti di base di grado GMP nel settore CGT, fornendo soluzioni complete per le scienze della vita. L'azienda dispone di piattaforme di ingegneria per l'espressione proteica eucariotica e procariotica, piattaforme di sviluppo di tecnologie per colture cellulari e piattaforme di produzione di reagenti diagnostici in vitro. La proteina ricombinante di grado GMP prodotta presenta le caratteristiche di basso livello di endotossine, elevata purezza, elevata attività ed elevata coerenza inter-lotto. Allo stesso tempo, il kit di reagenti per colture cellulari a fattore puro fornito offre un'elevata efficienza di attivazione ed espansione e prestazioni leader. Attualmente, le principali materie prime dell'azienda, come le linee di produzione di proteine ricombinanti e kit di reagenti per colture cellulari, hanno completato la domanda di approvazione FDA DMF, in grado di soddisfare le esigenze di dichiarazione di farmacologia cellulare dei clienti.
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Fig. 1: L'IL-1β umana ricombinante stimola la secrezione di IFN-γ da parte delle cellule linfomatose natural killer umane NK-92
Proteina IL-12 umana ricombinante
Fig. 2: L'IL-12 umana ricombinante stimola la proliferazione delle cellule staminali embrionali (PBMC)
Proteina IL-15 umana ricombinante
Fig. 3: L'IL-15 umana ricombinante stimola la proliferazione di CTLL-2
Proteina IL-18 umana ricombinante
Fig. 4: L'IL-18 umana ricombinante stimola la proliferazione di KG-1
Proteina IL-21 umana ricombinante
Fig. 5: La proteina IL-21 umana ricombinante stimola la secrezione di IFN-γ da parte di NK-92
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Cambiamenti nell'espansione totale delle cellule NK
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