RU2706554C1 - Method for creating anti-infectious immunological protection against salmonella typhimurium and listeria monocytogenes using transgenesis of t-lymphocytes - Google Patents

Method for creating anti-infectious immunological protection against salmonella typhimurium and listeria monocytogenes using transgenesis of t-lymphocytes Download PDF

Info

Publication number
RU2706554C1
RU2706554C1 RU2018144102A RU2018144102A RU2706554C1 RU 2706554 C1 RU2706554 C1 RU 2706554C1 RU 2018144102 A RU2018144102 A RU 2018144102A RU 2018144102 A RU2018144102 A RU 2018144102A RU 2706554 C1 RU2706554 C1 RU 2706554C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lymphocytes
cells
tcr
transduced
mice
Prior art date
Application number
RU2018144102A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Борисович Казанский
Людмила Менделевна Хромых
Анастасия Андреевна Калинина
Юлия Юрьевна Силаева
Мария Анатольевна Замкова
Александра Владимировна Брутер
Надежда Александровна Персиянцева
Ирина Олеговна Чикилева
Лейла Хвичаевна Джолохава
Людмила Николаевна Нестеренко
Константин Александрович Собянин
Екатерина Сергеевна Княжанская
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Priority to RU2018144102A priority Critical patent/RU2706554C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2706554C1 publication Critical patent/RU2706554C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K48/00Medicinal preparations containing genetic material which is inserted into cells of the living body to treat genetic diseases; Gene therapy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: biochemistry.
SUBSTANCE: invention relates to biochemistry, in particular to a method of adoptin cell therapy for preventing or treating infectious diseases caused by S.thyphimurium, L.monocytogenes.
EFFECT: invention provides effective treatment of diseases, caused by Salmonella thyphimurium, Listeria monocytogenes.
1 cl, 8 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области молекулярной биотехнологии и касается Т-лимфоцитов, имеющих новый рецептор.The invention relates to the field of molecular biotechnology and relates to T-lymphocytes having a new receptor.

В процессе иммунного ответа на антигены бактерий, вирусов и опухолей в организме формируется популяция клеток памяти - лимфоцитов, способных к ускоренному и усиленному ответу на тот же антиген, введенный повторно. Встреча организма с антигеном ведет к дифференцировке наивных Т-лимфоцитов в эффекторные клетки, а затем в клетки памяти. Это пул клеток, составляющий около 5% от общего количества лимфоцитов, способных длительно персистировать и осуществлять эффективный иммунный ответ при повторной встрече организма с антигеном (Rocha В., 1997; Jacob J. et al., 1997, Rocha В., 1999, Murali K. K. et al., 1998). Все известные методы вакцинации основаны на возникновении клеток памяти.In the process of an immune response to antigens of bacteria, viruses and tumors in the body, a population of memory cells is formed - lymphocytes capable of an accelerated and enhanced response to the same antigen, re-introduced. The meeting of an organism with an antigen leads to the differentiation of naive T-lymphocytes into effector cells, and then into memory cells. This is a pool of cells that makes up about 5% of the total number of lymphocytes capable of long-term persisting and an effective immune response when the body meets the antigen again (Rocha B., 1997; Jacob J. et al., 1997, Rocha B., 1999, Murali KK et al., 1998). All known vaccination methods are based on the emergence of memory cells.

Специфическое узнавание антигена Т-лимфоцитами происходит благодаря наличию Т-клеточного рецептора (ТКР). ТКР состоит из альфа и бета цепей, которые являются уникальными для каждого клона Т-лимфоцитов. Пул Т-лимфоцитов организма представляет собой смесь клеток, на поверхности каждой из которых присутствует своя уникальная комбинация альфа и бета цепей ТКР, которая передается ее потомкам, образующимся в результате деления (клонам).Specific antigen recognition by T-lymphocytes occurs due to the presence of a T-cell receptor (TCR). TCR consists of alpha and beta chains, which are unique to each clone of T-lymphocytes. The pool of body T-lymphocytes is a mixture of cells, on the surface of each of which there is a unique combination of alpha and beta TCR chains, which is transmitted to its descendants resulting from division (clones).

Получение Т-лимфоцитов в лабораторных условиях с ТКР нужной специфичности происходит в несколько этапов:Obtaining T-lymphocytes in laboratory conditions with TCR of the desired specificity occurs in several stages:

1. Проведение Т-клеточного клонирования. В пуле Т-лимфоцитов индуцируют размножение отдельных клеток с нужной специфичностью ТКР путем добавления к ним специфического антигена. Чтобы получить достаточное количество таких клеток, проводят несколько раундов рестимуляции их пролиферации специфическим антигеном. В результате получают необходимое количество Т-лимфоцитов, несущих ту же комбинацию альфа и бета цепей ТКР, что и исходная клетка (клон). Данная процедура требует значительных временных и технических затрат, связанных с длительностью роста индивидуальных клонов и необходимостью подбора и обеспечения достаточно сложных (иногда индивидуальных) условий их поддержания и дальнейшего тестирования.1. Carrying out T-cell cloning. In the pool of T-lymphocytes, the multiplication of individual cells with the desired TCR specificity is induced by adding a specific antigen to them. To obtain a sufficient number of such cells, several rounds of restimulation of their proliferation by a specific antigen are carried out. The result is the required number of T lymphocytes that carry the same combination of alpha and beta TCR chains as the original cell (clone). This procedure requires significant time and technical costs associated with the duration of growth of individual clones and the need to select and provide fairly complex (sometimes individual) conditions for their maintenance and further testing.

2. Проведение генного клонирования, идентификация и определение нуклеотидных последовательностей альфа и бета цепей каждого клона Т-лимфоцитов. Полученные генетические последовательности при помощи экспрессионных векторов вводят в активированные Т-лимфоциты, в результате чего их потомки приобретают способность к экспрессии ТКР с новой заданной специфичностью. (Robbins PF, Morgan RA, Feldman SA, Yang JC, Sherry RM, Dudley ME, Wunderlich JR, Nahvi AV, Helman LJ, Mackall CL, Kammula US, Hughes MS, Restifo NP, Raffeld M, Lee CC, Levy CL, Li YF, El-Gamil M, Schwarz SL, Laurencot C, Rosenberg SA. Tumor regression in patients with metastatic synovial cell sarcoma and melanoma using genetically engineered lymphocytes reactive with NY-ESO-l.J Clin Oncol. 2011 Mar 1;29(7):917-24.; Blankenstein T, Leisegang M, Uckert W, Schreiber H. Targeting cancer-specific mutations by T cell receptor gene therapy. Curr Opin Immunol. 2015;33:112-9).2. Gene cloning, identification and determination of the nucleotide sequences of the alpha and beta chains of each clone of T-lymphocytes. The obtained genetic sequences are introduced into the activated T-lymphocytes by means of expression vectors, as a result of which their descendants acquire the ability to express TCR with a new specified specificity. (Robbins PF, Morgan RA, Feldman SA, Yang JC, Sherry RM, Dudley ME, Wunderlich JR, Nahvi AV, Helman LJ, Mackall CL, Kammula US, Hughes MS, Restifo NP, Raffeld M, Lee CC, Levy CL, Li YF, El-Gamil M, Schwarz SL, Laurencot C, Rosenberg SA. Tumor regression in patients with metastatic synovial cell sarcoma and melanoma using genetically engineered lymphocytes reactive with NY-ESO-lJ Clin Oncol. 2011 Mar 1; 29 (7): 917-24 .; Blankenstein T, Leisegang M, Uckert W, Schreiber H. Targeting cancer-specific mutations by T cell receptor gene therapy. Curr Opin Immunol. 2015; 33: 112-9).

Ранее мы обнаружили, что среди пула Т-лимфоцитов присутствуют Т-лимфоциты, специфичность которых к нужному антигену определяет только альфа цепь ТКР [Казанский Д.Б. Трансгенные технологии создания иммунологической защиты организма. В сборнике докладов семинара Фонда перспективных исследований «Проблемные вопросы иммунологии», 03 октября 2014 г., Москва, ООО «Б-принт», 2015, С. 17-25.]. Такие ТКР распознают антиген вне зависимости от того, в комбинации с какой бета цепью они присутствуют на мембране Т-лимфоцита. Таким образом, трансгенез альфа цепи ТКР позволяет избежать процедуры клеточного клонирования и отказаться от трансгенного переноса бета цепей при получении ТКР с нужной специфичностью.Previously, we found that among the pool of T-lymphocytes there are T-lymphocytes, the specificity of which to the desired antigen is determined only by the TCR alpha chain [Kazan DB Transgenic technologies for creating an immunological defense of the body. In the collection of reports of the seminar of the Foundation for Advanced Research “Problematic Issues of Immunology”, October 3, 2014, Moscow, B-Print LLC, 2015, pp. 17-25.]. Such TCRs recognize an antigen, regardless of which combination with which beta chain they are present on the T-lymphocyte membrane. Thus, transgenesis of the TCR alpha chain avoids the procedure of cell cloning and rejects the transgenic transfer of beta chains upon receipt of TCR with the desired specificity.

В данном способе технология идентификации нужного ТКР сводится к получению библиотек комплементарной ДНК (кДНК) из поликлональных клеток памяти иммунных животных, определению и секвенированию генов биологически активных альфа цепей методом секвенирования нового поколения (NGS-секвенирование). Данный подход позволяет значительно сократить продолжительность поиска и идентификации нужных рецепторов и облегчает техническое выполнение переноса в клеточный геном генетических конструкций благодаря уменьшению их размеров. В качестве одного из подходов для защиты от инфекционных заболеваний были получены трансгенные мыши, все Т-лимфоциты которых экспрессировали только один тип α-цепи ТКР, специфичной к вирусу лимфоцитарного хориоменингита (LCMV) (

Figure 00000001
Brduscha-Riem К, Hayday AC, Owen MJ, Hengartner H, Pircher H. T cell development and repertoire of mice expressing a single T cell receptor alpha chain. Eur J Immunol. 1995 Sep;25(9):2650-5).In this method, the technology for identifying the required TCR is reduced to obtaining libraries of complementary DNA (cDNA) from polyclonal memory cells of immune animals, identifying and sequencing the genes of biologically active alpha chains by new generation sequencing (NGS sequencing). This approach can significantly reduce the duration of the search and identification of the desired receptors and facilitates the technical implementation of the transfer of genetic constructs into the cellular genome due to the reduction of their size. As one of the approaches to protect against infectious diseases, transgenic mice were obtained, all T-lymphocytes of which expressed only one type of TCR α-chain specific for lymphocytic choriomeningitis virus (LCMV) (
Figure 00000001
Brduscha-Riem K, Hayday AC, Owen MJ, Hengartner H, Pircher H. T cell development and repertoire of mice expressing a single T cell receptor alpha chain. Eur J Immunol. 1995 Sep; 25 (9): 2650-5).

Недостаток данного подхода: полученные животные характеризовались резко ограниченным репертуаром ТКР по сравнению с мышами дикого типа, что не позволяло им успешно бороться с вирусом.The disadvantage of this approach: the animals obtained had a sharply limited TCR repertoire compared with wild-type mice, which did not allow them to successfully fight the virus.

Известен подход, направленный на клиническое использование Т-лимфоцитов, трансдуцированных Т-клеточным рецептором (Jin J, Gkitsas N, Fellowes VS, Ren J, Feldman SA, Hinrichs CS, Stroncek DF, Highfill SL. Enhanced clinical-scale manufacturing of TCR transduced T-cells using closed culture system modules. J Transl Med. 2018 24; 16(1): 13).There is a known approach aimed at the clinical use of T-lymphocytes transduced with a T-cell receptor (Jin J, Gkitsas N, Fellowes VS, Ren J, Feldman SA, Hinrichs CS, Stroncek DF, Highfill SL. Enhanced clinical-scale manufacturing of TCR transduced T -cells using closed culture system modules. J Transl Med. 2018 24; 16 (1): 13).

Недостаток данного подхода: специфичность трансдуцированного Т-клеточного рецептора направлена на противоопухолевые антигены.The disadvantage of this approach: the specificity of the transduced T-cell receptor is aimed at antitumor antigens.

Еще один способ терапии трансгенными ТКР - ретровирусная трансдукция Т-лимфоцитов в культуре in vitro с их последующей активацией и получением лимфокинактивированных киллеров (Schendel DJ. Expression of transgenic t cell receptors in lak-T cells. Patent US 20110020308 Al. Priority date: 2006-12-12).Another method of treatment with transgenic TCR is retroviral transduction of T-lymphocytes in an in vitro culture, followed by their activation and production of lymphokinactivated killers (Schendel DJ. Expression of transgenic t cell receptors in lak-T cells. Patent US 20110020308 Al. Priority date: 2006- 12-12).

Отличие данного подхода от предлагаемого в использовании полной конфигурации ТКР, состоящей из альфа и бета цепей, и клиническая направленность подхода на лечение опухолей.The difference between this approach and the proposed use of the full TCR configuration, consisting of alpha and beta chains, and the clinical focus of the approach to the treatment of tumors.

В качестве одного из подходов для лечения некоторых раковых заболеваний (меланомы, лейкозов) используют лимфоциты с генетически модифицированным химерным рецептором (CAR) (С.Slaney, B.Scheidt, А. Davenport, P.Beavis, J.Westwood, S.Mardiana, D.Tscharke, S.Ellis, H. M. Prince, J.Trapani, R. Johnstone, M. Smyth, M.Teng, A. Ali, Z.Yu, S. Rosenberg, N. Restifo, P. Neeson, P. Darcy, M.Kershaw. Dual-specific Chimeric Antigen Receptor T Cells and an Indirect Vaccine Eradicate a Variety of Large Solid Tumors in an Immunocompetent, Self-antigen Setting. Clin Cancer Res; 23(10) May 15, 2017; Kershaw MH, Westwood JA, Darcy PK. Gene-engineered T cells for cancertherapy. Nat Rev Cancer 2013;13:525-41.).As one of the approaches for the treatment of certain cancers (melanoma, leukemia), lymphocytes with a genetically modified chimeric receptor (CAR) are used (C. Slaney, B. Scheidt, A. Davenport, P. Beavis, J. Westwood, S. Mardiana, D.Tscharke, S. Ellis, HM Prince, J.Trapani, R. Johnstone, M. Smyth, M.Teng, A. Ali, Z. Yu, S. Rosenberg, N. Restifo, P. Neeson, P. Darcy , M. Kershaw. Dual-specific Chimeric Antigen Receptor T Cells and an Indirect Vaccine Eradicate a Variety of Large Solid Tumors in an Immunocompetent, Self-antigen Setting. Clin Cancer Res; 23 (10) May 15, 2017; Kershaw MH, Westwood JA, Darcy PK. Gene-engineered T cells for cancertherapy. Nat Rev Cancer 2013; 13: 525-41.).

Недостаток данного подхода: CAR - это полностью искусственный рецептор, сочетающий элементы Т- и В-клеточных рецепторов. Для изготовления химерного рецептора приходится использовать фрагменты нескольких различных молекул и результирующий белок часто становится иммуногенным [Maus MV, Haas AR, Beatty GL, Albelda SM, Levine BL, Liu X, Zhao Y, Kalos M, June CH. T cells expressing chimeric antigen receptors can cause anaphylaxis in humans. Cancer Immunol Res. 2013 Jul;l(l):26-31. doi: 10.115 8/2326-6066.CIR-13-0006.].The disadvantage of this approach: CAR is a completely artificial receptor that combines the elements of T and B cell receptors. Fragments of several different molecules have to be used to make a chimeric receptor, and the resulting protein often becomes immunogenic [Maus MV, Haas AR, Beatty GL, Albelda SM, Levine BL, Liu X, Zhao Y, Kalos M, June CH. T cells expressing chimeric antigen receptors can cause anaphylaxis in humans. Cancer Immunol Res. 2013 Jul; l (l): 26-31. doi: 10.115 8 / 2326-6066.CIR-13-0006.].

Задачей заявляемого изобретения является: разработка нового способа создания противоинфекционной иммунологической защиты с помощью трансгенеза Т-лимфоцитов.The objective of the invention is: the development of a new method of creating anti-infection immunological protection using transgenesis of T-lymphocytes.

Задача решается получением Т-лимфоцитов с экспрессией α-цепи ТКР. Трансдукцию Т-лимфоцитов мыши проводили ретровирусными частицами, содержащими ген α-цепи ТКР, специфичного к Salmonella typhimurium (S.typhimurium штамм IV147) или Listeria monocytogenes (L.monocytogenes штамм EGD), с последующим адоптивным переносом модифицированных клеток инфицированным мышам - реципиентам с целью оценки функциональной активности трансдуцированных клеток в системах in vitro и in vivo.The problem is solved by obtaining T-lymphocytes with expression of the TCR α-chain. Mouse T-lymphocytes were transduced with retroviral particles containing a TCR α-chain gene specific for Salmonella typhimurium (S. typhimurium strain IV147) or Listeria monocytogenes (L. monocytogenes strain EGD), followed by adaptive transfer of the modified cells to infected mouse recipients for the purpose assessing the functional activity of transduced cells in in vitro and in vivo systems.

Техническим результатом изобретения является получение индивидуальных трансгенных альфа цепей ТКР, специфичных к патогену S.thyphimurium, L.monocytogenes (представленные последовательностью SEQ ID NO 35-39 и SEQ ID NO 40-41), которые формируют полноценный функциональный ТКР для защиты и лечения инфекционных заболеваний, вызываемых этими патогенами.The technical result of the invention is to obtain individual transgenic alpha TCR chains specific for the pathogen S.thyphimurium, L.monocytogenes (represented by the sequence SEQ ID NO 35-39 and SEQ ID NO 40-41), which form a full functional TCR for the protection and treatment of infectious diseases caused by these pathogens.

Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.

На фиг. 1 представлена схема амплификации альфа-цепей. Среди ДНК, выделенной из селезенки иммунизированных мышей, присутствует набор из большого количества разных α-цепей. Используя нуклеотидную последовательность гипервариабельного CDR3 и 5'-конца для каждой альфа-цепи был получен набор праймеров, позволяющих амплифицировать по отдельности три участка гена, а потом их объединить.In FIG. 1 shows an alpha chain amplification scheme. Among the DNA isolated from the spleen of immunized mice, there is a set of a large number of different α-chains. Using the nucleotide sequence of the hypervariable CDR3 and the 5'-end for each alpha chain, a set of primers was obtained that individually amplified three sections of the gene and then combined them.

На фиг. 2 представлена схема вектора для экспрессии альфа-цепей.In FIG. 2 shows a vector scheme for the expression of alpha chains.

На фиг. 3 представлены результаты проверки корректности собранных конструкций путем аналитической рестрикции альфа-цепей ТКР в MigRl-PGK векторе (на примере α-цепей SM#1 и SM#2).In FIG. Figure 3 presents the results of checking the correctness of assembled structures by analytical restriction of TCR alpha chains in the MigRl-PGK vector (using the α-chains SM # 1 and SM # 2 as an example).

Сайт AgeI расположен на 5'-конце рамки считывания гена, SalI - на 3'-конце. Кроме того, рамка считывания SM#2 содержит дополнительный сайт SalI в 367-й позиции. Два сайта BamHI расположены на 5' и 3' концах PGK промотора. Рамки считывания обеих цепей SM#1 и SM#2 содержат по два сайта Ncol в 184й позиции и 530й (536й) позиции.The AgeI site is located at the 5'-end of the gene reading frame, SalI is at the 3'-end. In addition, the SM # 2 reading frame contains an additional SalI site at the 367th position. Two BamHI sites are located at the 5 'and 3' ends of the PGK promoter. The reading frames of both chains SM # 1 and SM # 2 contain two Ncol sites in the 184th position and the 530th (536th) position.

Таким образом, рестрикция по AgeI и SalI должна была дать один фрагмент длиной ~830 п. о. для SM#1 и два фрагмента для SM#2: ~370 и -480 п. о. Кроме того, в обоих случаях должна наблюдаться полоса, соответствующая оставшемуся вектору, длиной 5358 п.о.Thus, restriction by AgeI and SalI was supposed to give one fragment ~ 830 bp in length. for SM # 1 and two fragments for SM # 2: ~ 370 and -480 bp In addition, in both cases, a band corresponding to the remaining vector, 5358 bp in length, should be observed.

Рестрикция по BamHI и NcoI должна давать три относительно коротких фрагмента: ~550 п. о., соответствующую PGK промотору, ~350 п.о., соответствующую средней части рамки считывания, и ~180 п.о. Кроме того, в обоих случаях должна наблюдаться полоса, соответствующая оставшемуся вектору, длиной ~4800 п.о.Restriction by BamHI and NcoI should produce three relatively short fragments: ~ 550 bp corresponding to the PGK promoter, ~ 350 bp corresponding to the middle part of the reading frame, and ~ 180 bp In addition, in both cases, a band corresponding to the remaining vector with a length of ~ 4800 bp should be observed.

На фиг. 4 представлены результаты оценки функциональной активности in vitro Т-лимфоцитов, трансдуцированных альфа-цепями SM-1, SM14, SM16, SM20, SM21 ТКР, специфичных к S.typhimurium.In FIG. Figure 4 presents the results of an assessment of the functional activity of in vitro T-lymphocytes transduced with alpha chains of SM-1, SM14, SM16, SM20, SM21 TCR specific for S. typhimurium.

Фоновая пролиферация Т-лимфоцитов, трансдуцированных генетической конструкцией, несущей GFP или альфа-цепь ТКР (незакрашенные столбики). Пролиферация Т-лимфоцитов, трансдуцированных генетической конструкцией, несущей GFP или альфа-цепь ТКР, при их культивировании с антигенпрезентирующими клетками в присутствии специфического антигена (закрашенные столбики). По оси ординат показано количество импульсов в минуту (СРМ).Background proliferation of T lymphocytes transduced by a genetic construct carrying GFP or TCR alpha chain (open bars). Proliferation of T lymphocytes transduced with a genetic construct carrying GFP or TK alpha chain when cultured with antigen-presenting cells in the presence of a specific antigen (filled bars). The ordinate shows the number of pulses per minute (CPM).

На фиг. 5 представлена оценка функциональной активности in vitro Т-лимфоцитов, трансдуцированных альфа-цепями ТКР LM2 и LM3, специфичными к L.monocytogenes.In FIG. 5 presents an assessment of the functional activity of in vitro T-lymphocytes transduced with alpha chains of TKR LM2 and LM3 specific for L. monocytogenes.

Пролиферация Т-лимфоцитов, трансдуцированных генетической конструкцией альфа цепей ТКР LM2 или LM3, при их культивировании со спленоцитами интактных мышей в отсутствии (незакрашенные столбики) или в присутствии (закрашенные столбики) специфического антигена. По оси ординат показано количество импульсов в минуту (СРМ).Proliferation of T-lymphocytes transduced by the genetic construction of TKP alpha chains LM2 or LM3, when they are cultured with splenocytes of intact mice in the absence (empty columns) or in the presence (filled columns) of a specific antigen. The ordinate shows the number of pulses per minute (CPM).

На фиг. 6 представлена оценка функциональной активности in vivo Т-лимфоцитов, трансдуцированных альфа-цепями SM-1, SM14, SM20 ТКР, специфичных к S.typhimurium (профилактический эффект, при котором Т-лимфоциты вводили в мышь до заражения бактериями).In FIG. Figure 6 presents an assessment of the functional activity in vivo of T-lymphocytes transduced with alpha chains of SM-1, SM14, SM20 TCR specific for S. typhimurium (a preventive effect in which T-lymphocytes were introduced into the mouse before infection with bacteria).

По оси абсцисс показано: 1 - мыши с адоптивно перенесенными трансдуцированными Т-лимфоцитами и зараженные S.typhimurium.The abscissa shows: 1 - mice with adoptively transferred transduced T-lymphocytes and infected with S. typhimurium.

2 - мыши с адоптивно перенесенными нетрансдуцированными (активированными) Т-лимфоцитами и зараженные S.typhimurium, 3 - мыши без адоптивно перенесенных Т-лимфоцитов, зараженные S.typhimurium.2 - mice with adoptively transferred non-transduced (activated) T-lymphocytes and infected with S.typhimurium, 3 - mice without adoptively transferred T-lymphocytes infected with S.typhimurium.

По оси ординат показано количество бактериальных колоний, высеянных из селезенки мыши.The ordinate shows the number of bacterial colonies seeded from mouse spleen.

На фиг. 7 представлена оценка функциональной активности in vivo Т-лимфоцитов, трансдуцированных альфа-цепями SM-16, SM21 ТКР, специфичных к S.typhimurium (терапевтический эффект, при котором Т-лимфоциты вводили в мышь после заражения бактериями). По оси абсцисс показано: 1 - мыши, зараженные S.typhimurium и обработанные трансдуцированными Т-лимфоцитами. 2 - мыши, зараженные S.typhimurium и обработанные нетрансдуцированными (активированными) Т-лимфоцитами.In FIG. Figure 7 presents the assessment of the functional activity in vivo of T-lymphocytes transduced with alpha chains of SM-16, SM21 TKP specific for S. typhimurium (therapeutic effect in which T-lymphocytes were introduced into the mouse after infection with bacteria). The abscissa shows: 1 - mice infected with S. typhimurium and treated with transduced T-lymphocytes. 2 - mice infected with S. typhimurium and treated with non-transduced (activated) T-lymphocytes.

3 - мыши, зараженные S.typhimurium и не обработанные Т-лимфоцитами. По оси ординат показано количество бактериальных колоний, высеянных из селезенки мыши.3 - mice infected with S. typhimurium and not treated with T-lymphocytes. The ordinate shows the number of bacterial colonies seeded from mouse spleen.

На фиг. 8 представлено количество L. monocytogenes в селезенках мышей R101 с адоптивно перенесенными Т-клетками, трансдуцированными смесью альфа-цепей ТКР (LM2 и LM3, профилактический эффект).In FIG. Figure 8 shows the number of L. monocytogenes in the spleens of R101 mice with adoptively transferred T cells transduced with a mixture of TCR alpha chains (LM2 and LM3, prophylactic effect).

По оси абсцисс показано: 1- мыши, зараженные L. monocytogenes и обработанные трансдуцированными Т-лимфоцитами. 2 - мыши, зараженные L.monocytogenes и обработанные нетрансдуцированными (активированными) Т-лимфоцитами. 3 - мыши, зараженные L.monocytogenes и не обработанные Т-лимфоцитами.The abscissa axis shows: 1- mice infected with L. monocytogenes and treated with transduced T-lymphocytes. 2 - mice infected with L.monocytogenes and treated with non-transduced (activated) T-lymphocytes. 3 - mice infected with L.monocytogenes and not treated with T-lymphocytes.

По оси ординат показано количество бактериальных колоний, высеянных из печени зараженных мышей.The ordinate shows the number of bacterial colonies seeded from the liver of infected mice.

Способ осуществляется следующим образом. Клетки памяти, специфичные к патогену S.typhimurium или L.monocytogenes, обогащали путем рестимуляции in vitro в культуре с соответствующей убитой прогреванием бактерией. Все использованные штаммы бактерий были получены из коллекции Национального исследовательского центра эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н. Ф. Гамалеи. По окончании рестимуляции клетки помещали в реагент, например, TRIzol (ThermoFisher Scientific, США) для выделения тотальной матричной РНК (мРНК). Далее методом полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией (ОТ ПЦР) проводили синтез комплементарной ДНК (кДНК). Полученную кДНК секвенировали и формировали библиотеки, которые содержали последовательности V- и J-сегментов альфа-цепей ТКР, специфичных к патогенам (Фиг. 1). Затем методом ПЦР амплифицировали полноразмерную кДНК α-цепи ТКР, специфичного к патогену, которую затем клонировали в ретровирусный вектор MigR1, содержащий промотор PGK (Фиг. 2). Данной генетической конструкцией вместе со вспомогательной плазмидой pCLeco проводили трансфекцию клеток пакующей линии НЕК293Т и получали ретровирусные частицы, содержащие ген α-цепи ТКР. Полученные ретровирусные частицы использовали для трансдукции активированных лимфоцитов мыши путем спинокуляции при 2000×g в течение 90 мин. Функциональную активность Т-лимфоцитов, трансдуцированных α-цепью ТКР, тестировали в системах in vitro по усилению пролиферативного ответа в присутствии специфического патогена и in vivo по динамике элиминации соответствующего возбудителя из организма зараженных мышей.The method is as follows. Memory cells specific for the pathogen S.typhimurium or L.monocytogenes were enriched by in vitro restimulation in culture with an appropriate killed by warming bacterium. All bacterial strains used were obtained from the collection of the Honorary Academician N.F. Gamalei National Research Center for Epidemiology and Microbiology. At the end of restimulation, the cells were placed in a reagent, for example, TRIzol (ThermoFisher Scientific, USA) to isolate total matrix RNA (mRNA). Next, the method of polymerase chain reaction with reverse transcription (RT PCR) was performed synthesis of complementary DNA (cDNA). The resulting cDNA was sequenced and libraries were formed that contained sequences of V and J segments of TCR alpha chains specific for pathogens (Fig. 1). Then, a full-length cDNA of a pathogen specific TCR α-chain was amplified by PCR, which was then cloned into a MigR1 retroviral vector containing the PGK promoter (Fig. 2). With this genetic construct, together with the auxiliary plasmid pCLeco, cells of the packing line HEK293T were transfected and retroviral particles containing the TCR α chain gene were obtained. The obtained retroviral particles were used for transduction of activated mouse lymphocytes by spinoculation at 2000 × g for 90 min. The functional activity of T lymphocytes transduced with TCR α-chain was tested in vitro to increase the proliferative response in the presence of a specific pathogen and in vivo to determine the elimination of the corresponding pathogen from the organism of infected mice.

1. Получение и обогащение клеток памяти мышей B10.D2(R101) к S.typhimurium. Мышей B10D2(R101) иммунизировали клетками S.typhimurium (авирулентный штамм «274» - в дозе 1×106 КОЕ/мышь. Через 21 день у животных развивалась иммунологическая память к антигенам данной бактерии. Для обогащения пула специфичных Т-клеток памяти проводили стимуляцию in vitro тотальной популяции спленоцитов иммунных мышей инактивированными (прогретыми при 60°С в течение 60 мин) бактериями вирулентного штамма S.typhimurium (штамм IV 147).1. Obtaining and enrichment of memory cells of mice of B10.D2 (R101) mice to S.typhimurium. B10D2 (R101) mice were immunized with S. typhimurium cells (avirulent strain 274 at a dose of 1 × 10 6 CFU / mouse. After 21 days, the animals developed immunological memory for the antigens of this bacterium. To enrich the pool of specific memory T cells, stimulation in vitro of the total population of splenocytes of immune mice by inactivated (heated at 60 ° C for 60 min) bacteria of the virulent S. typhimurium strain (strain IV 147).

Для этого к клеткам селезенки добавляли инактивированные клетки культуры S.typhimurium в количестве 2,0×106 КОЕ и инкубировали при 37°С в атмосфере с 5% СО2 и абсолютной влажностью в течение 72 часов. Затем в культуру дополнительно вносили 2,0×105 КОЕ инактивированных клеток культуры S.typhimurium и инкубировали в течение еще 72 часов. Общая продолжительность рестимуляции in vitro составила 144 часа. В качестве контроля использовали клетки селезенки иммунизированных мышей, которые культивировали в отсутствии бактерий. По окончании времени культивирования отбирали 0,5-1×106 клеток и помещали в 1 мл реагента, например, TRIzol (ThermoFisher Scientific, США) для выделения РНК.To this end, inactivated S. typhimurium culture cells were added to the spleen cells in an amount of 2.0 × 10 6 CFU and incubated at 37 ° C in an atmosphere with 5% CO 2 and absolute humidity for 72 hours. Then, the culture was added further 2,0 × 10 May CFU S.typhimurium inactivated cell culture and incubated for an additional 72 hours. The total duration of in vitro restimulation was 144 hours. As a control, spleen cells of immunized mice that were cultured in the absence of bacteria were used. At the end of the cultivation time, 0.5-1 × 10 6 cells were selected and placed in 1 ml of reagent, for example, TRIzol (ThermoFisher Scientific, USA) for RNA isolation.

2. Получение и обогащение клеток памяти у мышей B10.D2(R101) к L.monocytogenes. Самок мышей линии B10D2(R101) массой 16-18 грамм внутрибрюшинно иммунизировали клетками L.monocytogenes (штамм EGD). Формирование клеток памяти происходило через 45 дней после введения патогена. Для обогащения пула специфичных Т-клеток памяти проводили стимуляцию in vitro спленоцитов иммунных мышей инактивированными (прогретыми при 74°С в течение 90 мин) клетками L.monocytogenes. Для этого к клеткам селезенки добавляли инактивированные клетки L.monocytogenes в количестве 3,0×107 КОЕ и инкубировали в питательной среде RPMI 1640, например, фирмы ПанЭко, Россия, с добавлением 10% сыворотки эмбрионов крупного рогатого скота, например, ПанЭко, Россия, 5×10-5М 2-меркаптоэтанола, например, фирмы Merck, США, 2 мМ L-глютамина, например, фирмы Sigma, США, 20 мМ HEPES, например, фирмы ПанЭко, Россия и 10 мкг/мл ципрофлоксацина, например, фирмы (KRK, Словения) (ПС) при 37°С в течение 72 часов в атмосфере с 5% CO2 и абсолютной влажности. В качестве контроля использовали клетки селезенки иммунизированных мышей, которые культивировали в отсутствии бактерий. По окончании стимуляции in vitro отбирали 0,5-1×106 клеток для выделения РНК.2. Obtaining and enrichment of memory cells in mice B10.D2 (R101) to L.monocytogenes. Female B10D2 (R101) mice weighing 16-18 grams were intraperitoneally immunized with L. monocytogenes cells (EGD strain). The formation of memory cells occurred 45 days after the introduction of the pathogen. To enrich the pool of specific memory T cells, in vitro stimulation of splenocytes of immune mice was carried out with inactivated (heated at 74 ° C for 90 min) L.monocytogenes cells. For this, inactivated cells of L.monocytogenes in the amount of 3.0 × 10 7 CFU were added to the spleen cells and incubated in RPMI 1640 nutrient medium, for example, PanEco, Russia, with the addition of 10% serum of cattle embryos, for example, PanEco, Russia , 5 × 10 -5 M 2-mercaptoethanol, for example, Merck, USA, 2 mM L-glutamine, for example, Sigma, USA, 20 mM HEPES, for example, PanEco, Russia, and 10 μg / ml ciprofloxacin, for example firms (KRK, Slovenia) (PS) at 37 ° C for 72 hours in an atmosphere with 5% CO 2 and absolute humidity. As a control, spleen cells of immunized mice that were cultured in the absence of bacteria were used. For in vitro stimulation completion selected 0,5-1 × 10 6 cells for RNA extraction.

3. Создание библиотек кДНК альфа-цепей ТКР, специфичных к патогенам.3. Creation of cDNA libraries of TCR alpha chains specific for pathogens.

1) Получение тотальной РНК клеток памяти мышей, иммунных к патогенам.1) Obtaining total RNA of memory cells of mice that are immune to pathogens.

Выделение РНК проводили при помощи реагента, например, TRIzol (ThermoFisher Scientific, США) по стандартному протоколу производителя. Полученную РНК растворяли в стерильной воде и определяли концентрацию на спектрофотометре, например, NanoDrop 2000 (Thermo Scientific, США). Образцы выделенной РЕПС хранили при -70°С.RNA isolation was performed using a reagent, for example, TRIzol (ThermoFisher Scientific, USA) according to the standard manufacturer's protocol. The resulting RNA was dissolved in sterile water and the concentration was determined on a spectrophotometer, for example, NanoDrop 2000 (Thermo Scientific, USA). Samples of isolated REPS were stored at -70 ° C.

2) Получение кДНК клеток памяти мышей, иммунных к патогенам. Синтез кДНК проводили с использованием праймеров для синтеза кДНК α- и β-цепей ТКР и SMARTNNNa-адаптера, который содержал уникальную последовательность из 12 вырожденных нуклеотидов (SEQ ID NO: 4-6; Е. Egorov, Е. Merzlyak, A. Shelenkov, О. Britanova, G. Sharonov, D. Staroverov, D. Bolotin, A. Davydov, E. Barsova, Y.Lebedev, M. Shugay, D. Chudakov. Quantitative Profiling of Immune Repertoires for Minor Lymphocyte Counts Using Unique Molecular Identifiers. - The Journal of Immunology, 2015).2) Obtaining cDNA of memory cells of mice that are immune to pathogens. The cDNA synthesis was performed using primers for the synthesis of cDNA α and β-chains of TCR and SMARTNNNa adapter, which contained a unique sequence of 12 degenerate nucleotides (SEQ ID NO: 4-6; E. Egorov, E. Merzlyak, A. Shelenkov, O. Britanova, G. Sharonov, D. Staroverov, D. Bolotin, A. Davydov, E. Barsova, Y. Lebedev, M. Shugay, D. Chudakov Quantitative Profiling of Immune Repertoires for Minor Lymphocyte Counts Using Unique Molecular Identifiers. - The Journal of Immunology, 2015).

3) Амплификация кДНК альфа- и бета-цепей ТКР, специфичных к патогенам.3) Amplification of cDNA alpha and beta TCR chains specific for pathogens.

ПЦР проводили в два последовательных этапа (Е. Egorov, Е. Merzlyak, A. Shelenkov, О. Britanova, G. Sharonov, D. Staroverov, D. Bolotin, A. Davydov, E. Barsova, Y.Lebedev, M. Shugay, D. Chudakov. Quantitative Profiling of Immune Repertoires for Minor Lymphocyte Counts Using Unique Molecular Identifiers. - The Journal of Immunology, 2015).PCR was performed in two sequential steps (E. Egorov, E. Merzlyak, A. Shelenkov, O. Britanova, G. Sharonov, D. Staroverov, D. Bolotin, A. Davydov, E. Barsova, Y. Lebedev, M. Shugay , D. Chudakov, Quantitative Profiling of Immune Repertoires for Minor Lymphocyte Counts Using Unique Molecular Identifiers. - The Journal of Immunology, 2015).

Для первого этапа ПЦР использовали продукт реакции обратной транскрипции в качестве матрицы и смесь прямых адаптерных праймеров (SEQ ID NO: 7-8) для быстрой амплификации концевых фрагментов с целевых транскриптов и обратных праймеров для амплификации α- и β-цепей ТКР (SEQ ID NO: 9-10). ПЦР проводили в течение 18 циклов при температурном режиме: 95°С - 10 секунд; 60°С - 20 секунд; 72°С - 40 секунд. Продукты первого этапа ПЦР очищали и использовали в качестве матрицы для второго этапа ПЦР.For the first PCR step, the reverse transcription reaction product was used as a template and a mixture of direct adapter primers (SEQ ID NO: 7-8) for rapid amplification of terminal fragments from target transcripts and reverse primers for amplification of TCR α and β chains (SEQ ID NO : 9-10). PCR was carried out for 18 cycles at temperature conditions: 95 ° C - 10 seconds; 60 ° C - 20 seconds; 72 ° C - 40 seconds. The products of the first PCR step were purified and used as templates for the second PCR step.

Второй этап ПЦР проводили при помощи праймеров с уникальной нуклеотидной последовательностью на 5'-конце («штрих-код»). В результате каждый продукт второго раунда амплификации содержал известную нуклеотидную последовательность на 5'- и 3'-концах. ПЦР проводили в течение 10-12 циклов при температурном режиме: 95°С - 10 секунд; 60°С - 20 секунд; 72°С - 40 секунд.The second stage of PCR was performed using primers with a unique nucleotide sequence at the 5'-end ("barcode"). As a result, each product of the second round of amplification contained a known nucleotide sequence at the 5'- and 3'-ends. PCR was carried out for 10-12 cycles at temperature conditions: 95 ° C - 10 seconds; 60 ° C - 20 seconds; 72 ° C - 40 seconds.

4) Очистка продуктов ПЦР.4) Purification of PCR products.

Продукты первого и второго этапов ПЦР очищали при помощи набора, например, QIAquick PCR purification kit (Qiagen, Германия) по стандартному протоколу производителя.The products of the first and second stages of PCR were purified using a kit, for example, QIAquick PCR purification kit (Qiagen, Germany) according to the standard manufacturer's protocol.

5) Секвенирование полученных образцов кДНК проводили методом NGS-секвенирования на базе Центрально-Европейского технологического института (Масариков университет, Брно, Чехия). Перед секвенированием к продуктам второй амплификации присоединяли путем лигирования TrueSeq-адаптеры (Illumina, США) с помощью набора реактивов, например, DNA sample prep kit (Illumina, США) по стандартному протоколу производителя. Секвенирование проводили на секвенаторе, например, MiSeq (Illumina, США). Для выполнения цикла секвенирования использовали одноразовый комплект реактивов, например, MiSeq Reagent Kit v2 (Illumina, США), позволяющий провести прочтение фрагментов кДНК длиной 150 п.н., с 5' и 3'-концов одной молекулы ДНК.5) Sequencing of the obtained cDNA samples was carried out by NGS sequencing on the basis of the Central European Institute of Technology (Masaryk University, Brno, Czech Republic). Before sequencing, TrueSeq adapters (Illumina, USA) were ligated to the second amplification products using a reagent kit, for example, DNA sample prep kit (Illumina, USA) according to the manufacturer's standard protocol. Sequencing was performed on a sequencer, for example, MiSeq (Illumina, USA). To carry out the sequencing cycle, a one-time set of reagents was used, for example, MiSeq Reagent Kit v2 (Illumina, USA), which allows reading of 150 bp cDNA fragments from the 5 'and 3' ends of one DNA molecule.

6) Биоинформатическую обработку данных, полученных в результате секвенирования, выполняли при помощи программных обеспечений MiGEC (http://milaboratory.com), MiXCR (http://milaboratory.com), MiTCR (D.Bolotin, M. Shugay, I.Mamedov, E.Putintseva, M.Turchaninova, I.Zvyagin, O. Britanova, D. Chudakov. MiTCR: software for T-cell receptor sequencing data analysis. - Nature Methods 10, 813-814 (2013)).6) Bioinformatics processing of data obtained as a result of sequencing was performed using the software MiGEC (http://milaboratory.com), MiXCR (http://milaboratory.com), MiTCR (D.Bolotin, M. Shugay, I. Mamedov, E. Putintseva, M. Turchaninova, I. Zvyagin, O. Britanova, D. Chudakov, MiTCR: software for T-cell receptor sequencing data analysis. - Nature Methods 10, 813-814 (2013)).

На первом этапе с помощью программного обеспечения MiGEC (http://milaboratory.com) выделяли данные, относящиеся к отдельным библиотекам. Для этого в сиквенсе каждой молекулы ДНК анализировали пары штрих-кодов, которые входили в состав праймеров и были уникальны для каждого отдельного образца кДНК. Далее с помощью молекулярного штрихкодирования индивидуальных молекул кДНК проводили первичную коррекцию ошибок, которые могли появиться в процессе прохождения ПЦР и/или секвенирования. Для этого в качестве штрих-кода использовали последовательность, состоящую из 12 вырожденных нуклеотидов, встроенных в SmartNNNa-адаптер. Таким образом, участок 5'-конца каждой полученной молекулы кДНК был представлен уникальной последовательностью. Использование такого молекулярного штрих-кода дает возможность нормировать данные для полученных образцов, то есть произвольно выбирать и проводить количественный анализ молекулярных событий.At the first stage, using the MiGEC software (http://milaboratory.com), data related to individual libraries was extracted. For this, in the sequence of each DNA molecule, pairs of barcodes were analyzed, which were part of the primers and were unique for each individual cDNA sample. Then, using molecular barcoding of individual cDNA molecules, the primary correction of errors that could appear during PCR and / or sequencing was performed. For this, a sequence consisting of 12 degenerate nucleotides embedded in a SmartNNNa adapter was used as a barcode. Thus, the 5'-end portion of each obtained cDNA molecule was represented by a unique sequence. The use of such a molecular barcode makes it possible to normalize the data for the obtained samples, that is, to arbitrarily select and conduct a quantitative analysis of molecular events.

Для последующих процедур обработки данных использовали программу MiXCR (http://milaboratory.com). После разделения данных по библиотекам в каждой последовательности устанавливали гипервариабельный участок CDR3, определяемый как участок от последнего консервативного цистеина в V-сегменте до первого консервативного фенилаланина в мотиве FGXG J-сегмента. Кроме того, определяли границы V, J и D-сегментов для β-цепей и V- и J-сегментов для α-цепей путем выравнивания с геномными последовательностями при помощи программного обеспечения MiTCR (D.Bolotin, М. Shugay, I. Mamedov, E. Putintseva, M. Turchaninova, I. Zvyagin, O. Britanova, D. Chudakov. MiTCR: software for T-cell receptor sequencing data analysis. - Nature Methods 10, 813- 814(2013)).For subsequent data processing procedures, the MiXCR program (http://milaboratory.com) was used. After dividing the library data, a CDR3 hypervariable region was determined in each sequence, defined as the region from the last conserved cysteine in the V segment to the first conserved phenylalanine in the FGXG motif of the J segment. In addition, the boundaries of the V, J, and D segments for β chains and the V and J segments for α chains were determined by aligning with genomic sequences using the MiTCR software (D. Bolotin, M. Shugay, I. Mamedov, E. Putintseva, M. Turchaninova, I. Zvyagin, O. Britanova, D. Chudakov, MiTCR: software for T-cell receptor sequencing data analysis. - Nature Methods 10, 813-814 (2013)).

Далее одинаковые нуклеотидные последовательности с высоким качеством секвенирования, т.е. с частотой ошибок не более 1:10000 прочтенных нуклеотидов, объединяли в один клон, при этом сохраняли информацию о числе объединенных последовательностей. Последовательности с низким качеством прочтения присоединяли к последовательностям с высоким, при этом допускалось несколько несовпадений по нуклеотидам. Прочтения низкого качества удаляли, если не находили сходных с ними последовательностей высокого качества.Further, the same nucleotide sequences with high quality sequencing, i.e. with an error rate of not more than 1: 10,000 read nucleotides, combined into one clone, while maintaining information about the number of combined sequences. Sequences with low reading quality were attached to sequences with high reading, with several nucleotide mismatches being allowed. Poor-quality readings were deleted if no similar high-quality sequences were found.

После формирования клонов осуществляли коррекцию ошибок, так как обратная транскрипция и амплификация кДНК в процессе ПЦР могли привести к нуклеотидным заменам и возникновению очень схожих вариантов одной и той же последовательности. Для того чтобы снизить искусственное разнообразие ТКР, объединяли клоны, которые отличались друг от друга на одну нуклеотидную замену в районе CDR3, при этом предполагалось, что число молекул клонов с ошибками в библиотеке как минимум в три раза меньше количества молекул клона, от которого они произошли (D. Bolotin, S. Poslavsky, I.Mitrophanov, M. Shugay, I. Mamedov, E. Putintseva, D. Chudakov. MiXCR: software for comprehensive adaptive immunity profiling. - Nature Methods, 12, 380-381(2015)).After clone formation, error correction was performed, since reverse transcription and amplification of cDNA during PCR could lead to nucleotide substitutions and the appearance of very similar variants of the same sequence. In order to reduce the artificial diversity of TCR, clones were combined that differed from each other by one nucleotide substitution in the region of CDR3, while it was assumed that the number of clone molecules with errors in the library was at least three times less than the number of clone molecules from which they originated (D. Bolotin, S. Poslavsky, I. Mitrophanov, M. Shugay, I. Mamedov, E. Putintseva, D. Chudakov. MiXCR: software for comprehensive adaptive immunity profiling. - Nature Methods, 12, 380-381 (2015) )

В итоге были сформированы базы данных с полноразмерными последовательностями кДНК α- и β-цепей ТКР клонов клеток памяти, специфичных к патогенам S.typhimurium и L.monocytogenes.As a result, databases were formed with full-length cDNA sequences of α and β chains of TCR of memory cell clones specific for the pathogens of S. typhimurium and L. monocytogenes.

Анализ α-цепей ТКР клонов клеток памяти, специфичных к S.typhimurium или L.monocytogenes, проводили в программе Exel (Microsoft Office, США). Для этого сравнивали пул клеток памяти, сформированный при иммунизации животных патогеном, с клонами, образованными при стимуляции клеток памяти in vitro. В результате анализа последовательностей самых распространенных клонов было установлено, что реактивация клеток памяти in vitro специфичным патогеном привела к их обогащению. Было выявлено два типа клонов обогащенных клеток памяти: 1) клоны, частота которых увеличилась по сравнению с неактивированным пулом клеток памяти; 2) клоны, уникальные для обогащенного пула клеток памяти и отсутствующие в неактивированном пуле клеток памяти.The analysis of α-chains of TCR of memory cell clones specific for S. typhimurium or L. monocytogenes was carried out in the Exel program (Microsoft Office, USA). For this, a pool of memory cells formed during immunization of animals with a pathogen was compared with clones formed during stimulation of memory cells in vitro. As a result of sequence analysis of the most common clones, it was found that in vitro reactivation of memory cells with a specific pathogen led to their enrichment. Two types of clones of enriched memory cells were identified: 1) clones whose frequency increased compared to an unactivated pool of memory cells; 2) clones unique to the enriched pool of memory cells and absent in the inactive pool of memory cells.

Были установлены последовательности гипервариабельных участков (CDR3 регион) α-цепей обоих типов клонов. Последовательности α-цепей ТКР клеток памяти с установленными CDR3 регионами были вставлены в экспрессионные векторы, которые затем использовали для последующей модификации (трансдукции) Т-лимфоцитов мыши.The sequences of the hypervariable regions (CDR3 region) of α-chains of both types of clones were established. The sequences of α-chains of TCR memory cells with established CDR3 regions were inserted into expression vectors, which were then used for subsequent modification (transduction) of mouse T-lymphocytes.

7. Создание генетических конструкций альфа-цепей ТКР, специфичных к патогенам.7. Creation of genetic constructs of TCR alpha chains specific to pathogens.

1) Генетическое клонирование альфа-цепей ТКР. Для клонирования α-цепей Т-клеточных рецепторов клеток памяти, специфичных к антигенам бактерии S.typhimurium или L.monocytogenes, были синтезированы праймеры к константному региону α-цепи, общие для всех вариантов клонируемых α-цепей (SEQ ID NO: 1-3). Кроме того, были синтезированы праймеры, уникальные для каждого варианта клонируемой α-цепи (SEQ ID NO: 11-31).1) Genetic cloning of TCR alpha chains. To clone the α-chains of T-cell receptors of memory cells specific for S. typhimurium or L.monocytogenes antigens, primers for the constant region of the α-chain were synthesized, common to all variants of the cloned α-chains (SEQ ID NO: 1-3 ) In addition, primers were synthesized that are unique to each variant of the cloned α chain (SEQ ID NO: 11-31).

При постановке ПЦР условия для амплификации отдельных V- и J-фрагментов подбирали так, чтобы ПЦР-продукт появлялся, если в качестве исходного материала использовалась мРНК из Т-лимфоцитов иммунизированной патогеном мыши, но не появлялся, если в качестве исходного материала использовалась мРНК из Т-лимфоцитов неиммунизированной мыши. Для синтеза V-фрагментов использовали прямой праймер с сайтом рестрикции AgeI (SEQ ID NO: 11, 14,17, 20, 23, 26, 29) и уникальный обратный праймер (SEQ ID NO: 13, 16, 19, 22, 25, 28, 31). Для синтеза J-фрагмента использовали уникальный прямой праймер (SEQ ID NO: 12,15,18,21,24,27, 30) и обратный праймер к константному региону а-цепи (SEQ ID NO:2). Для всех цепей синтезировали константный С-фрагмент с использованием праймеров C-forw (SEQ ID NO: 1) и C-Sall (SEQ ID NO: 3). В качестве матрицы для синтеза С-фрагмента использовали уже имеющуюся кДНК альфа-цепи ТКР клеток памяти (1D1), специфичных к молекуле гистосовместимости мыши H-2b (SEQ ID NO: 34).When setting up PCR, the conditions for the amplification of individual V and J fragments were chosen so that the PCR product appeared if mRNA from T lymphocytes from the immunized mouse pathogen was used as starting material, but did not appear if mRNA from T was used as starting material lymphocytes of an unimmunized mouse. For the synthesis of V fragments, a direct primer with the AgeI restriction site (SEQ ID NO: 11, 14.17, 20, 23, 26, 29) and a unique reverse primer (SEQ ID NO: 13, 16, 19, 22, 25, 28, 31). For the synthesis of the J fragment, a unique forward primer (SEQ ID NO: 12,15,18,21,24,27, 30) and a reverse primer to the constant region of the a chain (SEQ ID NO: 2) were used. For all chains, a constant C fragment was synthesized using primers C-forw (SEQ ID NO: 1) and C-Sall (SEQ ID NO: 3). As a matrix for the synthesis of the C fragment, the already existing cDNA of the alpha chain of TKR of memory cells (1D1) specific for the histocompatibility molecule of mouse H-2b (SEQ ID NO: 34) was used.

Все фрагменты амплифицировали, анализировали в агарозном геле и выделяли из геля с помощью набора QIAEX II Gel Extraction Kit (Qiagen) в соответствии с инструкциями производителя. Затем в одной ГЩР-смеси объединяли V, J и С сегменты одной цепи и проводили реакцию с прямым праймером с сайтом рестрикции AgeI (SEQ ID NO: 11, 14, 17, 20, 23, 26, 29) для данной цепи и обратным праймером C-Sall (SEQ ID NO:3), (Фиг. 1). Результаты реакции анализировали с помощью гель-электрофореза, фрагмент нужной молекулярной массы вырезали и выделяли с помощью набора QIAEX II Gel Extraction Kit (Qiagen) в соответствии с инструкциями производителя. Затем с помощью Taq-полимеразы производили добавление А-нуклеотидов на 3-штрих концах обеих цепей ДНК к выделенному фрагменту, фрагмент очищали с помощью набора QIA quick PCR Purification Kit (Qiagen) в соответствии с инструкциями производителя и лигировали с pTZ57 вектором (InsTAclone PCR Cloning Kit, ThermoScientific). Лигазную смесь трансформировали в E.coli, трансформированные бактерии высевали на чашку Петри и выращивали при 37°С в течение 16-18 часов. Колонии проверяли на наличие вставки с помощью ПЦР. Колонию, несущую вставку, выращивали в 5 мл среды LB в течение 16-18 часов, после чего выделяли плазмидную ДНК с помощью набора QI Aprep Spin Miniprep Kit (Qiagen) в соответствии с инструкциями производителя. Полученную плазмидную ДНК секвенировали (ООО «Евроген») с использованием праймеров (SEQ ID NO: 32 и 33). Кроме того, для контроля корректности сборки генетической конструкции проводили аналитическую рестрикцию плазмидной ДНК по сайтам рестрикции BamHI и NcoI, а также SalI и AgeI и анализировали ее продукты с помощью гель-электрофореза. При этом получали две полосы: одну, соответствующую последовательности альфа-цепи, и другую, соответствующую последовательности PGK промотора (Фиг. 2). Для каждого варианта альфа-цепи один полностью корректный клон переносили на следующий этап работы. Сиквенсы используемых цепей представлены SEQ ID N0:35-41.All fragments were amplified, analyzed on an agarose gel and isolated from the gel using a QIAEX II Gel Extraction Kit (Qiagen) in accordance with the manufacturer's instructions. Then, V, J, and C segments of the same chain were combined in one GSHR mixture and a direct primer reaction was performed with the AgeI restriction site (SEQ ID NO: 11, 14, 17, 20, 23, 26, 29) for this chain and the reverse primer C-Sall (SEQ ID NO: 3), (Fig. 1). The reaction results were analyzed by gel electrophoresis, a fragment of the desired molecular weight was excised and isolated using a QIAEX II Gel Extraction Kit (Qiagen) in accordance with the manufacturer's instructions. Then, Taq polymerase was used to add A nucleotides at the 3-stroke ends of both DNA chains to the selected fragment, the fragment was purified using QIA quick PCR Purification Kit (Qiagen) according to the manufacturer's instructions and ligated with pTZ57 vector (InsTAclone PCR Cloning Kit, ThermoScientific). The ligase mixture was transformed into E. coli, the transformed bacteria were seeded on a Petri dish and grown at 37 ° C for 16-18 hours. Colonies were checked for insert using PCR. The insert-bearing colony was grown in 5 ml of LB medium for 16-18 hours, after which plasmid DNA was isolated using the QI Aprep Spin Miniprep Kit (Qiagen) in accordance with the manufacturer's instructions. The obtained plasmid DNA was sequenced (LLC Evrogen) using primers (SEQ ID NO: 32 and 33). In addition, to verify the correct assembly of the genetic construct, analytical restriction of plasmid DNA was performed at the restriction sites BamHI and NcoI, as well as SalI and AgeI, and its products were analyzed by gel electrophoresis. Two bands were obtained: one corresponding to the alpha chain sequence and the other corresponding to the PGK promoter sequence (Fig. 2). For each alpha chain variant, one completely correct clone was transferred to the next stage of work. The sequences of the chains used are represented by SEQ ID N0: 35-41.

8. Перенос альфа-цепей в экспрессионный вектор.8. Transfer of alpha chains into an expression vector.

В качестве экспрессионного вектора был использован созданный нами ретровирусный вектор MigRl-PGK на основе плазмид MigRl (AddgenePlasmid #27490) и pLenti PGK GFP Blast (AddgenePlasmid #19069), в котором экспрессия трансгена находилась под контролем фосфоглицераткиназного (PGK) промотора. Для клонирования рамки считывания трансгена в нем присутствуют сайты AgeI на 5'-конце предполагаемого трансгена и SalI на 3'-конце предполагаемого трансгена. По сайтам SalI и AgeI в ходе препаративной рестрикции вырезали рамку считывания альфа-цепи из корректного клона и соединяли ее с MIGR1-PGK-вектором, приготовленным рестрикцией по тем же сайтам (Фиг. 3).The MigRl-PGK retroviral vector based on MigRl plasmids (AddgenePlasmid # 27490) and pLenti PGK GFP Blast (AddgenePlasmid # 19069), in which transgene expression was controlled by the phosphoglycerate kinase (PGK) promoter, was created by us. To clone the transgene reading frame, it contains AgeI sites at the 5'-end of the putative transgene and SalI at the 3'-end of the putative transgene. At the SalI and AgeI sites, during the preparative restriction, an alpha chain reading frame was cut from the correct clone and connected to the MIGR1-PGK vector prepared by restriction at the same sites (Fig. 3).

9. Наработка плазмид для проведения трансфекции и трансдукции. Для наработки плазмид и генетических конструкций использовали компетентные клетки бактерии E.coli (XL 1 blue). ДНК трансформируемой плазмиды в количестве 10 нг смешивали с клетками E.coli, инкубировали на льду 20 мин, затем смесь подвергали тепловому шоку при 42°С в течение 30 сек и снова инкубировали 5 мин во льду. Затем к смеси добавляли 0,5 мл среды LB (AppliChem GmbH, Германия) и инкубировали 30 мин при 37°С.9. The production of plasmids for transfection and transduction. To produce plasmids and genetic constructs, competent E. coli bacteria cells (XL 1 blue) were used. Transformable plasmid DNA in an amount of 10 ng was mixed with E. coli cells, incubated on ice for 20 minutes, then the mixture was heat shocked at 42 ° C for 30 seconds and again incubated for 5 minutes in ice. Then, 0.5 ml of LB medium (AppliChem GmbH, Germany) was added to the mixture and incubated for 30 min at 37 ° C.

Далее клетки бактерии наносили в чашку с LB-агаром (AppliChem GmbH, Германия, агар-агар Sigma, США) и инкубировали в термостате при температуре 37°С. Выросшие одиночные колонии переносили в среду LB и культивировали в течение 16-18 ч на термошейкере (150-200 об/мин) при температуре 37°С. Выделение плазмидной ДНК при помощи коммерческих наборов реактивов проводили согласно протоколам производителей -HiSpeed Plasmid MaxiKit (Qiagen, США).Next, the bacterial cells were applied to a plate with LB agar (AppliChem GmbH, Germany, Sigma agar agar, USA) and incubated in an incubator at a temperature of 37 ° C. The grown single colonies were transferred to LB medium and cultured for 16-18 h on a thermal shaker (150-200 rpm) at a temperature of 37 ° C. Isolation of plasmid DNA using commercial reagent kits was performed according to the manufacturer's protocols — HiSpeed Plasmid MaxiKit (Qiagen, USA).

10. Получение трансдуцированных Т-лимфоцитов.10. Obtaining transduced T-lymphocytes.

1) Трансфекция клеток линии НЕК293Т и получение среды, содержащей вирусные частицы.1) Transfection of HEK293T cells and obtaining a medium containing viral particles.

Клетки пакующей линии НЕК293Т выращивали в культуре до достижения конфлюэнтности 60-80% и проводили трансфекцию плазмидами MigRl-PGK-a, содержащей ген исследуемой α-цепи ТКР, и pCl-Есо (в соотношении 1:1) кальций-фосфатным методом в течение 24 часов.Cells of the HEK293T packaging line were grown in culture until confluence of 60-80% was reached and transfected with MigRl-PGK-a plasmids containing the gene for the studied TCR α-chain and pCl-Eco (1: 1 ratio) by calcium phosphate method for 24 hours.

Контроль эффективности трансфекции осуществляли при помощи белка GFP. Для этого параллельно при указанных выше условиях роводили трансфекцию клеток НЕК293Т плазмидами MigRl-PGK-GFP, содержащей ген GFP, и pCL-Eco. Наличие экспрессии белка GFP в клетках НЕК293Т оценивали при помощи флюоресцентного микроскопа (Nikon, Япония). Полученный уровень эффективности трансфекции геном GFP принимали аналогичным и для клеток НЕК293Т, трансфецированных геном с исследуемой α-цепью. Трансфекцию считали успешной, если не менее, чем у 60% клеток пакующей линии наблюдали флюоресценцию белка GFP.Transfection efficiency was monitored using GFP protein. For this, transfection of HEK293T cells with plasmids MigRl-PGK-GFP containing the GFP gene and pCL-Eco was performed in parallel under the above conditions. The presence of GFP protein expression in HEK293T cells was evaluated using a fluorescence microscope (Nikon, Japan). The obtained level of transfection efficiency with the GFP gene was assumed to be similar for HEK293T cells transfected with the studied α-chain gene. Transfection was considered successful if fluorescence of GFP protein was observed in at least 60% of the cells of the packaging line.

Сбор ростовой среды клеток НЕК293Т проводили через 48 и 72 часа после трансфекции клеток НЕК293Т плазмидами MigR1-PGK-a и рС1-Есо. Полученную таким образом вирус-содержащую среду в свежем виде использовали для трансдукции Т-клеток мыши.The growth medium of HEK293T cells was collected 48 and 72 hours after transfection of HEK293T cells with plasmids MigR1-PGK-a and pC1-Eco. The freshly obtained virus-containing medium was used for transduction of mouse T cells.

2) Получение лимфоцитов из селезенки и лимфатических узлов мыши. Работу проводили с использованием самцов и самок мышей линии B10.D2(R101) весом 18-20 гр, полученных из разведения ФГБУ «НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина» Минздрава России. Животных умерщвляли путем цервикальной дислокации и извлекали селезенку и лимфоузлы (мезентериальный, 2 подмышечных и 2 паховых). Селезенку гомогенизировали в гомогенизаторе Поттера и проводили гипотонический лизис эритроцитов. Затем клетки осаждали центрифугированием при 1500 об/мин в течение 5 мин при 4°С, удаляли надосадочную жидкость и ресуспендировали осадок в 3 мл питательной среды RPMI-1640, например, ПанЭко, Россия, содержащей 10 мкг/мл ципрофлоксацина (КRК, Словения).2) Obtaining lymphocytes from the spleen and lymph nodes of the mouse. The work was carried out using male and female mice of the B10.D2 (R101) line of mice weighing 18-20 grams obtained from a dilution of the Federal State Budget Scientific Research Center for Oncology named after N.N. Blokhin »Ministry of Health of Russia. Animals were sacrificed by cervical dislocation and the spleen and lymph nodes (mesenteric, 2 axillary and 2 inguinal) were removed. The spleen was homogenized in a Potter homogenizer and hypotonic erythrocyte lysis was performed. Then the cells were precipitated by centrifugation at 1500 rpm for 5 min at 4 ° C, the supernatant was removed and the pellet was resuspended in 3 ml of RPMI-1640 medium, for example, PanEco, Russia, containing 10 μg / ml ciprofloxacin (KRK, Slovenia) .

Лимфатические узлы гомогенизировали описанным выше образом и вносили в суспензию спленоцитов. Полученную смесь клеток осаждали центрифугированием при 1500 об/мин в течение 5 мин при 4°С, удаляли надосадочную жидкость и ресуспендировали в 3 мл ПС. Количество лимфоцитов в суспензии подсчитывали в камере Горяева в присутствии смеси красителей 1% трипанового синего и 1% эозина в соотношении 1:1 и доводили до концентрации 107 кл/мл.Lymph nodes were homogenized as described above and introduced into a splenocyte suspension. The resulting cell mixture was precipitated by centrifugation at 1500 rpm for 5 min at 4 ° C, the supernatant was removed and resuspended in 3 ml of PS. The number of lymphocytes in the suspension was calculated in the Goryaev chamber in the presence of a 1: 1 ratio of 1% trypan blue and 1% eosin dyes and adjusted to a concentration of 10 7 cells / ml.

3) Активация Т-лимфоцитов мыши.3) Activation of mouse T-lymphocytes.

Смесь клеток селезенки и лимфатических узлов мыши в количестве 5×107 клеток помещали в 5 мл ПС в культуральные флаконы с площадью роста 25 см2, например, фирмы Costar, США. В ПС дополнительно вносили митоген Т-лимфоцитов конканавалин А (КонА), например, фирмы Sigma, США, до конечной концентрации 1,5-3 мкг/мл и интерлейкин-2 (ИЛ-2) до конечной концентрации 10 МЕ/мл (Neto Е.Н., Coelho A.L., Sampaio A.L. и др. Activation of human T lymphocytes via integrin signaling induced by RGD-disintegrins. Biochim.Biophys. Acta. 2007, 1773(2): 176-84). Лимфоциты культивировали в СО2-инкубаторе при 37°С, 5% СО2 в течение 24 ч. (Neveu P.J., Perdoux D. Polyclonal activation of guinea pig spleen lymphocytes. Int. Arch. Allergy. Appl. Immunol.l985; 78(4):401-405).A mixture of spleen cells and mouse lymph nodes in an amount of 5 × 10 7 cells was placed in 5 ml of PS in culture bottles with a growth area of 25 cm 2 , for example, Costar, USA. In PS, a concanavalin A (ConA) mitogen of T-lymphocytes was added, for example, from Sigma, USA, to a final concentration of 1.5-3 μg / ml and interleukin-2 (IL-2) to a final concentration of 10 IU / ml (Neto E.N., Coelho AL, Sampaio AL et al. Activation of human T lymphocytes via integrin signaling induced by RGD-disintegrins. Biochim. Biophys. Acta. 2007, 1773 (2): 176-84). Lymphocytes were cultured in a CO 2 incubator at 37 ° C, 5% CO 2 for 24 hours (Neveu PJ, Perdoux D. Polyclonal activation of guinea pig spleen lymphocytes. Int. Arch. Allergy. Appl. Immunol.l985; 78 ( 4): 401-405).

4) Трансдукция Т-лимфоцитов мыши вирусными частицами.4) Transduction of mouse T-lymphocytes by viral particles.

Трансдукцию активированных Т-лимфоцитов мыши вирусными частицами, содержащими ген исследуемой α-цепи ТКР, проводили в два этапа.Transduction of activated mouse T-lymphocytes by viral particles containing the gene of the studied TCR α-chain was carried out in two stages.

A) После активации концентрацию лимфоцитов подсчитывали с помощью камеры Горяева в смеси красителей трипанового синего и эозина и переносили в 6-луночный планшет (Costar, США) из расчета 12×106 клеток на лунку в объеме среды 9 мл, из которых 6 мл составляла вирус-содержащая среда роста клеток НЕК293Т и 3 мл ПС. В лунки планшета также вносили КонА (1,5 мкг/мл), ИЛ-2 (10 МЕ/мл) и полибрен до конечной концентрации 8 мкг/мл. Клетки трансдуцировали с помощью спинокуляции, которую проводили путем центрифугирования при 2000 g в течение 90 мин при комнатной температуре. Затем лимфоциты помещали в СО2-инкубатор.A) After activation, the concentration of lymphocytes was calculated using a Goryaev camera in a mixture of trypan blue and eosin dyes and transferred to a 6-well plate (Costar, USA) at a rate of 12 × 10 6 cells per well in a volume of 9 ml of which 6 ml was virus-containing cell growth medium HEK293T and 3 ml PS. ConA (1.5 μg / ml), IL-2 (10 IU / ml) and polybrene to a final concentration of 8 μg / ml were also added to the plate wells. Cells were transduced by spinoculation, which was carried out by centrifugation at 2000 g for 90 min at room temperature. Then the lymphocytes were placed in a CO 2 incubator.

Б) Через 16-20 часов культивирования проводили смену среды роста лимфоцитов на аналогичную и повторно выполняли трансдукцию при тех же параметрах спинокуляции. По окончании второй спинокуляции лимфоциты культивировали в СО2-инкубаторе при 37°С, 5% СО2 в течение 2 часов, после чего проводили замену вирус- содержащей среды на свежую ПС, содержащую ИЛ-2 в указанной выше концентрации, и продолжали культивирование в течение 48 часов при тех же условиях.B) After 16-20 hours of cultivation, the lymphocyte growth medium was changed to a similar one and transduction was performed again with the same spinoculation parameters. At the end of the second spinoculation, lymphocytes were cultured in a CO 2 incubator at 37 ° C, 5% CO 2 for 2 hours, after which the virus-containing medium was replaced with fresh PS containing IL-2 at the above concentration, and cultivation continued within 48 hours under the same conditions.

B) Оценку уровня трансдукции Т-лимфоцитов проводили методом проточной цитометрии, например, с помощью FacsCantoII, Beckton Dickenson, США, с использованием флуоресцентно меченных антител к молекуле CD3, которая является специфическим маркером Т-лимфоцитов. Уровень трансдукции определяли по экспрессии белка GFP.B) Assessment of the level of transduction of T-lymphocytes was carried out by flow cytometry, for example, using FacsCantoII, Beckton Dickenson, USA, using fluorescently labeled antibodies to the CD3 molecule, which is a specific marker of T-lymphocytes. The level of transduction was determined by expression of the GFP protein.

Анализ клеток на проточном цитофлуориметре. При анализе на проточном цитофлуориметре исключали слипшиеся и мертвые клетки, окрашенные пропидий йодидом. Среди одиночных живых лимфоцитов определяли Т-лимфоциты по наличию маркера CD3, для которых оценивали уровень экспрессии белка GFP по флуоресценции в области спектра 520 нм. Результаты анализа клеток на проточном цитофлуориметре обрабатывали при помощи программного обеспечения FlowJo (Beckton Dickenson, США). В качестве контроля использовали Т-лимфоциты, активированные аналогичным образом (КонА и Ил-2), но не подвергнутые трансдукции (активированные Т-лимфоциты).Analysis of cells on a flow cytometer. When analyzed on a flow cytometer, adherent and dead cells stained with propidium iodide were excluded. Among single living lymphocytes, T-lymphocytes were determined by the presence of a CD3 marker, for which the level of expression of the GFP protein by fluorescence in the spectral region of 520 nm was evaluated. The results of cell analysis on a flow cytometer were processed using FlowJo software (Beckton Dickenson, USA). T-lymphocytes activated in a similar way (ConA and IL-2) but not transduced (activated T-lymphocytes) were used as control.

12. Функциональная оценка трансдуцированных Т-лимфоцитов была проведена в системах in vitro и in vivo. Оценку в системе in vitro проводили по усилению пролиферативного ответа трансдуцированных Т-лимфоцитов в ответ на специфический антиген в реакции смешанной культуры лимфоцитов (СКЛ). Уровень трансдукции Т-лимфоцитов составлял 50-80%.12. A functional assessment of transduced T-lymphocytes was carried out in vitro and in vivo systems. In vitro evaluation was performed to enhance the proliferative response of transduced T-lymphocytes in response to a specific antigen in a mixed lymphocyte culture (SCR) reaction. The level of transduction of T-lymphocytes was 50-80%.

1) Оценка функциональной активности in vitro Т-лимфоцитов, трансдуцированных альфа цепями ТКР, специфичных к S.typhimurium.1) Assessment of the functional activity in vitro of T-lymphocytes transduced with alpha chains of TCR specific for S. typhimurium.

В качестве антигенпрезентирующих клеток были использованы макрофаги, предварительно инкубированные с S.typhimurium, и сингенные спленоциты интактных мышей, обработанные цитостатиком.As antigen-presenting cells, macrophages previously incubated with S. typhimurium and syngenic splenocytes of intact mice treated with a cytostatic agent were used.

Подготовка слоя макрофагов. Мышам вводили внутрибрюшинно 3 мл 3% пептона. Через 3 дня животных умерщвляли методом цервикальной дислокации и извлекали клетки из брюшной полости. Для этого в перитонеальную полость мыши вводили 5 мл ледяной среды RPMI-1640 и отбирали 2 мл смыва. Полученный лаваж переносили в пробирку, предварительно помещенную на лед. В полученной суспензии подсчитывали количество клеток так, как описано выше. Клетки разводили ПС до концентрации 1,0×105 клеток/мл и переносили в лунки 96-луночного планшета, например, фирмы Costar, США, из расчета 1,0×104 клеток на 1 лунку. Затем к макрофагам добавляли клетки инактивированной бактерии S.typhimurium (штамм IV 147) из расчета 1,0×105 клеток бактерии на 1 лунку.Preparation of macrophage layer. Mice were injected intraperitoneally with 3 ml of 3% peptone. After 3 days, the animals were euthanized by cervical dislocation and cells were removed from the abdominal cavity. For this, 5 ml of RPMI-1640 ice-cold medium was injected into the peritoneal cavity of the mouse and 2 ml of washout were taken. The resulting lavage was transferred to a test tube previously placed on ice. In the resulting suspension, the number of cells was counted as described above. SS cells were diluted to a concentration of 1,0 × 10 5 cells / ml and transferred into wells of a 96-well plate, e.g., Costar company, USA, the rate of 1,0 × 10 4 cells per 1 well. Then, inactivated S.typhimurium bacteria cells (strain IV 147) were added to macrophages at the rate of 1.0 × 10 5 bacterial cells per well.

Конечный объем среды роста составлял 200 мкл на 1 лунку. Макрофаги с клетками бактерий культивировали в течение 72 часов в CO2-инкубаторе при 37°С, 5% CO2.The final volume of growth medium was 200 μl per 1 well. Macrophages with bacterial cells were cultured for 72 hours in a CO 2 incubator at 37 ° C, 5% CO 2 .

Обработка спленоцитов интактных мышей цитостатиком. Клетки селезенки мышей получали и подсчитывали так, как описано выше. Отбирали 30,0×106 клеток селезенки и переносили в 4,5 мл ПС. К полученной суспензии добавляли митомицин С, например, фирмы Kyowa, Япония, в концентрации 25 мкг/мл, тщательно перемешивали и инкубировали на водяной бане при 37°С в течение 30 мин. По окончанию инкубации клетки три раза отмывали в 4 мл ростовой среды RPMI-1640 путем осаждения на центрифуге, например, фирмы Hettich, Германия, при 1500 об/мин в течение 5 мин при 4°С. Надосадочную жидкость удаляли, осадок клеток ресуспендировали в 3 мл ПС, подсчитывали количество клеток так, как описано выше, и доводили концентрацию до 5,0×106 клеток/мл.Treatment of splenocytes of intact mice with a cytostatic agent. The spleen cells of mice were obtained and counted as described above. 30.0 × 10 6 spleen cells were selected and transferred into 4.5 ml of PS. To the resulting suspension, mitomycin C was added, for example, from Kyowa, Japan, at a concentration of 25 μg / ml, thoroughly mixed and incubated in a water bath at 37 ° C for 30 min. At the end of the incubation, the cells were washed three times in 4 ml of RPMI-1640 growth medium by centrifugal deposition, for example, from Hettich, Germany, at 1500 rpm for 5 min at 4 ° C. The supernatant was removed, the cell pellet was resuspended in 3 ml of PS, the number of cells were counted as described above and the concentration was adjusted to 5,0 × 10 6 cells / ml.

Постановка СКЛ. Через 72 ч культивирования макрофагов с клетками S.typhimurium из 96-луночного планшета, например, фирмы Costar, США, удаляли среду роста и в часть лунок, содержащих слой макрофагов, добавляли обработанные цитостатиком спленоциты из расчета 5,0×105 клеток на 1 лунку. Затем в культуру вносили Т-лимфоциты, трансдуцированные конструкциями α-цепей ТКР, белком GFP или контрольные (активированные) Т-лимфоциты из расчета 3,0×105 клеток на 1 лунку. Клетки инкубировали в 200 мкл ПС при 37°С, 5% СО2 в течение 72 ч. За 18 часов до окончания срока культивирования в лунки вносили раствор 3Н-тимидина в количестве 1 мкКи на лунку. Уровень включения метки оценивали на сцинтилляционном счетчике, например, фирмы LKB, Швеция, по количеству регистрируемых импульсов в минуту (СРМ). В процессе тестирования было продемонстрировано специфическое усиление пролиферации лимфоцитов, трансдуцированных а-цепями ТКР SMI, SM14, SM16, SM20, SM21 (Фиг. 4).Setting SCR. After 72 h of culturing macrophages with S. typhimurium cells from a 96-well plate, for example, Costar, USA, the growth medium was removed and cytostatic-treated splenocytes were added to a portion of the wells containing the macrophage layer at a rate of 5.0 × 10 5 cells per 1 well. Then, T-lymphocytes transduced with constructs of TCR α-chains, GFP protein or control (activated) T-lymphocytes at the rate of 3.0 × 10 5 cells per well were introduced into the culture. Cells were incubated in 200 μl PS at 37 ° C, 5% CO 2 for 72 hours. 18 hours before the end of the cultivation period, a solution of 3 N-thymidine in the amount of 1 μCi per well was added. The level of inclusion of the label was evaluated on a scintillation counter, for example, the company LKB, Sweden, by the number of recorded pulses per minute (CPM). In the process of testing, a specific increase in the proliferation of lymphocytes transduced with α-chains of TKR SMI, SM14, SM16, SM20, SM21 was demonstrated (Fig. 4).

2) Оценка функциональной активности in vitro Т-лимфоцитов, трансдуцированных альфа цепями ТКР, специфичных к L.monocytogenes. Функциональную оценку in vitro Т-лимфоцитов, трансдуцированных альфа цепями ТКР, специфичных к L.monocytogenes (LM2 и LM3), проводили при помощи реакции СКЛ.2) Assessment of the functional activity in vitro of T-lymphocytes transduced with alpha TCR chains specific for L. monocytogenes. A functional in vitro evaluation of T lymphocytes transduced with alpha-TKR chains specific for L. monocytogenes (LM2 and LM3) was performed using the SCR reaction.

Постановка СКЛ. В культуру вносили трансдуцированные генами LM2, LM3, GFP или нетрансдуцированные контрольные (активированные) Т-лимфоциты из расчета 7,0×104 клеток/лунку. В качестве антигенпрезентирующих клеток были использованы сингенные спленоциты интактных мышей, обработанные цитостатиком (12×104/лунку), к которым добавляли инактивированные бактерии L.monocytogenes (103-104/лунку). В контрольные лунки бактерии не добавляли. Культивирование клеток проводили в 96-луночном планшете (Costar, США) в ПС с добавлением ИЛ-2 (10 МЕ/мл) при 37°С, 5% СО2 в течение 72 ч. За 8 часов до окончания срока культивирования в лунки вносили раствор 3Н-тимидина в количестве 1 мкКи на лунку. Уровень включения метки оценивали на сцинтилляционном счетчике (LKB, Швеция) по количеству регистрируемых импульсов в минуту (СРМ). В процессе тестирования in vitro было продемонстрировано специфическое усиление пролиферации лимфоцитами, трансдуцированными цепями LM2 и LM3 (Фиг. 5).Setting SCR. The culture was added transduced genes LM2, LM3, GFP or netransdutsirovannye control (activated) T lymphocytes based 7,0 × 10 4 cells / well. Syngenic splenocytes of intact mice treated with a cytostatic agent (12 × 10 4 / well), to which inactivated bacteria L.monocytogenes (10 3 -10 4 / well) were used, were used as antigen-presenting cells. No bacteria were added to the control wells. Cells were cultured in a 96-well plate (Costar, USA) in PS with the addition of IL-2 (10 IU / ml) at 37 ° C, 5% CO 2 for 72 hours. 8 hours before the end of the cultivation period, the wells were added a solution of 3 N-thymidine in an amount of 1 µci per well. The level of inclusion of the label was evaluated on a scintillation counter (LKB, Sweden) by the number of detected pulses per minute (CPM). During in vitro testing, specific proliferation of lymphocytes transduced by LM2 and LM3 chains was demonstrated (Fig. 5).

3) Функциональная оценка in vivo Т-лимфоцитов, трансдуцированных α-цепями ТКР, специфичными к S.typhimurium.3) Functional assessment in vivo of T-lymphocytes transduced with TCR α-chains specific for S. typhimurium.

А) Оценка защитного (профилактического) действия трансдуцированных Т-лимфоцитов.A) Assessment of the protective (prophylactic) action of transduced T-lymphocytes.

Мышам линии B10D2(R101) путем внутривенного введения адоптивно переносили смесь Т-лимфоцитов, трансдуцированных альфа-цепями SM1, SM14, SM20, в равных соотношениях по 100×103 каждого типа трансдуцированных клеток при уровне трансдукции 68,5%. Через 3 дня после переноса лимфоцитов энтерогастрально с помощью гаважной иглы проводили заражение животных S.typhimurium в дозе 3,0-5,0×106 КОЕ/мышь. Каждая группа состояла из 3 животных. На 7 сутки после заражения (10 сутки после переноса лимфоцитов) мышей умерщвляли путем цервикальной дислокации, в стерильных условиях проводили вскрытие, извлекали селезенку. Органы гомогенизировали в фосфатно-солевом буфере, готовили серию 10-кратных разведений в фосфатно-солевом буфере и высевали на чашки Петри, покрытые 6,0% SS-агаром (BD, США). Визуальный подсчет колоний производили через 18-24 часа после инкубации чашек Петри при температуре 37°С.A mixture of T-lymphocytes transduced with alpha chains of SM1, SM14, SM20, in equal proportions of 100 × 10 3 of each type of transduced cells at a transduction level of 68.5%, was adoptively transferred to the B10D2 (R101) mice by intravenous administration. 3 days after the transfer of lymphocytes, enterogastric animals were infected with S. typhimurium at a dose of 3.0-5.0 × 10 6 CFU / mouse using a gavage needle. Each group consisted of 3 animals. On the 7th day after infection (10th day after lymphocyte transfer), the mice were sacrificed by cervical dislocation, an autopsy was performed under sterile conditions, and the spleen was removed. The organs were homogenized in phosphate-buffered saline, a series of 10-fold dilutions were prepared in phosphate-buffered saline, and plated on Petri dishes coated with 6.0% SS agar (BD, USA). Visual colony counting was performed 18-24 hours after incubation of Petri dishes at a temperature of 37 ° C.

Было показано, что количество сальмонелл снижено в селезенках зараженных мышей, которым предварительно вводили трансдуцированные Т-лимфоциты, по сравнению с контрольными интактными мышами и мышами, которым предварительно вводили нетрансдуцировнные активированные Т-лимфоциты (Фиг. 6).It was shown that the number of salmonella was reduced in the spleens of infected mice that were previously injected with transduced T-lymphocytes, compared with control intact mice and mice that had previously been administered with non-transduced activated T-lymphocytes (Fig. 6).

Б) Оценка терапевтического действия Т-лимфоцитов, трансдуцированных альфа- цепями SM16 и SM21 ТКР, специфичных к S.typhimurium.B) Evaluation of the therapeutic effect of T-lymphocytes transduced with alpha chains of SM16 and SM21 TCR specific for S. typhimurium.

Мышей энтерогастрально с помощью гаважной иглы заражали клетками вирулентного штамма S.typhimurium в дозе 6,0×106 КОЕ/мышь. Каждая группа состояла из 5 животных. На 4 сутки после заражения мышам путем внутривенного введения адоптивно переносили смесь Т-лимфоцитов, трансдуцированных альфа-цепями SM16, SM21, в равных соотношениях по 150×103 трансдуцированных клеток каждого типа при уровне трансдукции 63,5% и общем количестве введенных клеток 470×103 клеток/мышь. Через 3 дня после переноса лимфоцитов и на 7 сутки после заражения мышей умерщвляли путем цервикальной дислокации, извлекали селезенку и готовили бактериальные высевы на чашки Петри так, как описано выше. Был показан четкий терапевтический потенциал Т-лимфоцитов, трансдуцированных а-цепями SMI6 и SM21, выраженный в полной эрадикации возбудителя (Фиг. 7).Mice were enterogastrally using a saucer needle infected with cells of a virulent strain of S. typhimurium at a dose of 6.0 × 10 6 CFU / mouse. Each group consisted of 5 animals. On the 4th day after infection, the mixture of T-lymphocytes transduced with alpha chains of SM16, SM21, in equal proportions of 150 × 10 3 transduced cells of each type at a transduction level of 63.5% and the total number of introduced cells 470 × 10 3 cells / mouse. 3 days after lymphocyte transfer and 7 days after infection, the mice were sacrificed by cervical dislocation, the spleen was removed, and bacterial cultures on Petri dishes were prepared as described above. A clear therapeutic potential of T-lymphocytes transduced with the α-chains of SMI6 and SM21 was shown, expressed in the complete eradication of the pathogen (Fig. 7).

4) Функциональная оценка in vivo Т-лимфоцитов, трансдуцированных альфа цепью ТКР LM2 и LM3, специфичными к L.monocytogenes.4) Functional evaluation in vivo of T-lymphocytes transduced with alpha-TKR chain LM2 and LM3 specific for L.monocytogenes.

Оценка профилактического действия трансдуцированных Т-лимфоцитов.Evaluation of the prophylactic effect of transduced T-lymphocytes.

Мышам путем внутривенного введения адоптивно переносили смесь Т-лимфоцитов, трансдуцированных альфа-цепями ТКР LM2 и LM3 (уровень трансдукции 60%) в равных соотношениях по 360×103 клеток при общем количестве введенных клеток 1,2×106/мышь. Через 3 часа после переноса лимфоцитов энтерогастрально с помощью гаважной иглы проводили заражение животных L.monocytogenes в дозе 4,5×106 КОЕ/мышь. Каждая группа состояла из 5 животных. На 5-е сутки после заражения мышей умерщвляли путем цервикальной дислокации, в стерильных условиях проводили вскрытие, извлекали печень и селезенку. Органы гомогенизировали в фосфатно-солевом буфере с помощью гомогенизатора IKA 10Т, готовили серию 10-кратных разведений в фосфатно-солевом буфере и высевали на чашки Петри, содержащие PALCAM-агар (HiMedia). Визуальный подсчет колоний производили через 48 часов после инкубации чашек Петри при температуре 37°С.A mixture of T-lymphocytes transduced with alpha-chains of TKR LM2 and LM3 (transduction level 60%) in equal ratios of 360 × 10 3 cells with a total number of introduced cells 1.2 × 10 6 / mouse was adoptively transferred to mice by intravenous administration. Three hours after the transfer of lymphocytes, enterogastric animals were infected with L. monocytogenes at a dose of 4.5 × 10 6 CFU / mouse using a gavage needle. Each group consisted of 5 animals. On the 5th day after infection, mice were sacrificed by cervical dislocation, autopsy was performed under sterile conditions, and the liver and spleen were removed. The organs were homogenized in phosphate-buffered saline using an IKA 10T homogenizer, a series of 10-fold dilutions were prepared in phosphate-buffered saline, and plated on Petri dishes containing PALCAM agar (HiMedia). Visual colony counting was performed 48 hours after incubation of Petri dishes at a temperature of 37 ° C.

Было показано, что количество L.monocytogenes снижено в печени и селезенке мышей, которым предварительно вводили трансгенные Т-лимфоциты по сравнению с контрольными интактными мышами и мышами, которым предварительно вводили нетрансдуцированные активированные Т-лимфоциты (Фиг. 8).It was shown that the number of L.monocytogenes was reduced in the liver and spleen of mice that were previously injected with transgenic T-lymphocytes compared to control intact mice and mice that had previously been injected with non-transduced activated T-lymphocytes (Fig. 8).

Claims (1)

Способ адоптивной клеточной терапии для профилактики или лечения инфекционных заболеваний, вызванных S.thyphimurium, L.monocytogenes, путем введения Т-лимфоцитов, трансдуцированных альфа-цепью ТКР, специфичного к патогену S.thyphimurium, L.monocytogenes, характеризующийся тем, что трансгенез Т-лимфоцитов проводили ретровирусными частицами, содержащими ген α-цепи ТКР, представленного последовательностью SEQ ID NO 35-39 и SEQ ID NO: 40-41, соответственно.A method of adaptive cell therapy for the prophylaxis or treatment of infectious diseases caused by S. thyphimurium, L. monocytogenes, by introducing T lymphocytes transduced with the TCR alpha chain specific to the S. thyphimurium pathogen, L. monocytogenes, characterized in that T lymphocytes were performed with retroviral particles containing the TCR α chain gene represented by the sequence of SEQ ID NOS 35-39 and SEQ ID NOS: 40-41, respectively.
RU2018144102A 2018-12-13 2018-12-13 Method for creating anti-infectious immunological protection against salmonella typhimurium and listeria monocytogenes using transgenesis of t-lymphocytes RU2706554C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018144102A RU2706554C1 (en) 2018-12-13 2018-12-13 Method for creating anti-infectious immunological protection against salmonella typhimurium and listeria monocytogenes using transgenesis of t-lymphocytes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018144102A RU2706554C1 (en) 2018-12-13 2018-12-13 Method for creating anti-infectious immunological protection against salmonella typhimurium and listeria monocytogenes using transgenesis of t-lymphocytes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2706554C1 true RU2706554C1 (en) 2019-11-19

Family

ID=68579771

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018144102A RU2706554C1 (en) 2018-12-13 2018-12-13 Method for creating anti-infectious immunological protection against salmonella typhimurium and listeria monocytogenes using transgenesis of t-lymphocytes

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2706554C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2498993C2 (en) * 2007-04-11 2013-11-20 Онкотерапи Сайенс, Инк. Tem8 peptides and vaccines containing them
EA023378B1 (en) * 2008-10-01 2016-05-31 Имматикс Байотекнолоджиз Гмбх Composition of tumor-associated peptides and related anti-cancer vaccine for the treatment of glioblastoma (gbm) and other cancers
US9585957B2 (en) * 2007-09-07 2017-03-07 The Johns Hopkins University Adenosine receptor agonists and antagonists to modulate T cell responses
WO2018170026A2 (en) * 2017-03-16 2018-09-20 Alpine Immune Sciences, Inc. Cd80 variant immunomodulatory proteins and uses thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2498993C2 (en) * 2007-04-11 2013-11-20 Онкотерапи Сайенс, Инк. Tem8 peptides and vaccines containing them
US9585957B2 (en) * 2007-09-07 2017-03-07 The Johns Hopkins University Adenosine receptor agonists and antagonists to modulate T cell responses
EA023378B1 (en) * 2008-10-01 2016-05-31 Имматикс Байотекнолоджиз Гмбх Composition of tumor-associated peptides and related anti-cancer vaccine for the treatment of glioblastoma (gbm) and other cancers
WO2018170026A2 (en) * 2017-03-16 2018-09-20 Alpine Immune Sciences, Inc. Cd80 variant immunomodulatory proteins and uses thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220204619A1 (en) Chimeric antigen receptors targeting cd-19
US20230312675A1 (en) Chimeric antigen receptors (car) and methods for making and using the same
JP6612963B2 (en) Compositions and methods for using recombinant T cell receptors to directly recognize tumor antigens
ES2899608T3 (en) Chimeric antigen receptors from the MND promoter
JP6775515B2 (en) Transposase polypeptide and its use
CN111849912B (en) Method for activating T cells using inducible chimeric polypeptides
KR102495308B1 (en) Immunocompetent cell and expression vector expressing regulatory factors of immune function
KR102110187B1 (en) Nucleic acid for coding chimeric antigen feceptor protein and t lymphocyte for expression of chimeric antigen receprof prorein
CN106146666B (en) Target the immune effector cell and its preparation method and application of CLDN6
CN109311963A (en) Succour Chimeric antigen receptor system
CN109862912A (en) Carry the adenovirus of bispecific T cell adapter (BiTE)
KR20190102259A (en) Regulation of Polypeptide Expression Through a Novel Gene Switch Expression System
CN107429260A (en) The hepatitis posttranscriptional regulatory element of modification
BR112014024893B1 (en) ISOLATED OR PURIFIED NUCLEIC ACID SEQUENCE THAT CODES A CHEMICAL ANTIGEN (CAR) RECEPTOR AND ITS USE, ISOLATED OR PURIFIED CARS, VECTORS, METHODS FOR DESTROYING CANCERINE AND POLYNUCLEOTIDE CELLS
CA3161450A1 (en) Immunostimulatory bacteria delivery platforms and their use for delivery of therapeutic products
JP2021536435A (en) Therapeutic agents containing nucleic acids and CAR-modified immune cells and their use
US11273178B2 (en) Affinity maturated T cell receptors and use thereof
TWI811278B (en) Immunocompetent cells that specifically recognize cell surface molecules of human mesothelin, IL-7, and CCL19
CN109320615A (en) Target the Chimeric antigen receptor and application thereof of novel B CMA
CN113896801A (en) Chimeric antigen receptor cell targeting human Claudin18.2 and NKG2DL, and preparation method and application thereof
RU2706554C1 (en) Method for creating anti-infectious immunological protection against salmonella typhimurium and listeria monocytogenes using transgenesis of t-lymphocytes
US20210213121A1 (en) Neoantigen targeting dna vaccine for combination therapy
CN116874581A (en) Human tumor antigen capable of activating anti-tumor immune response of patient and application thereof
CN111683971A (en) Pharmaceutical recombinant receptor compositions and methods
US20210071142A1 (en) Species of mrfft1 cell

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210125

Effective date: 20210125