《Biomedicine & Pharmacotherapy》:High-throughput primary B cell cytokines assay for drug screening in multiple sclerosis
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背景:抗CD20 B细胞耗竭疗法在多发性硬化(MS)中的显著成功,凸显了B细胞在驱动疾病复发缓解期炎症中的抗体非依赖作用。然而长期B细胞耗竭会导致感染增加,提示需要更具靶向性的治疗。目的:建立用于药物筛选的原发性B细胞高通量转化检测法。结果:研究人员呈递了从M
背景:抗CD20 B细胞耗竭疗法在多发性硬化(MS)中的显著成功,凸显了B细胞在驱动疾病复发缓解期炎症中的抗体非依赖作用。然而长期B细胞耗竭会导致感染增加,提示需要更具靶向性的治疗。目的:建立用于药物筛选的原发性B细胞高通量转化检测法。结果:研究人员呈递了从MS患者和健康个体分离的原发性B细胞检测法。研究人员测试了多种B细胞分离方法,比较了包括2信号和3信号激活模式、多种接种密度对促炎细胞因子白细胞介素6(IL-6)、肿瘤坏死因子(TNF)和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)产生的影响,采用384孔微孔板与半自动化。伊布替尼(Ibrutinib)作为抑制包括布鲁顿酪氨酸激酶(BTK)在内蛋白激酶、抑制B细胞增殖和存活的小分子,被用于验证微型化B细胞检测法以用于药物筛选。七种BTK抑制剂,即Ibrutinib与六种处于自身免疫病后期临床开发的新型化合物,以浓度-效应方式评估,作为检测法概念验证。结论:建立了384孔板格式的优化原发性B细胞检测法,并由Ibrutinib验证。此外,研究人员证实六种临床阶段BTK抑制剂显著影响B细胞活化及IL-6、TNF和GM-CSF分泌。
研究背景:多发性硬化(MS)中存在B细胞功能失调,抗CD20单抗可耗竭CD20+ B细胞并带来临床获益,但该类疗法无法充分清除中枢神经系统(CNS)内B细胞,且长期耗竭增加感染与免疫抑制风险。B细胞除产抗体外,还可作为抗原提呈细胞(APC)及促炎细胞因子来源,其中IL-6、TNF、GM-CSF与组织损伤和自身反应性维持有关。布鲁顿酪氨酸激酶(BTK)位于B细胞受体(BCR)与Toll样受体(TLR)信号交叉点,BTK抑制剂(BTKi)成为非耗竭型免疫调节策略热点,但缺乏人原发性B细胞上MS相关细胞因子输出的并列比较与可靠药物筛选模型。该研究即为此建立384孔微型化原发性B细胞检测平台。
论文发表于《Biomedicine》。
主要技术方法:研究人员使用瑞典卡罗林斯卡大学医院来源的健康供者buffy coat与新诊断未治疗MS患者的leukapheresis冻存样本,经Ficoll梯度获得外周血单个核细胞(PBMC),以磁珠阴性分选获取CD19+ B细胞;在384孔板中以2信号(如aIgM+CD40L、IL-2+R848)与3信号(aIgM/aIgGM+CD40L+IL-4/ODN2006/LPS)刺激,采用多重微球阵列定量IL-6、TNF、GM-CSF等,以CellTiterGlo评估活力,并以Ibrutinib及六种临床阶段BTKi进行浓度-效应验证。
研究结果:
3.1 测试不同原发性B细胞富集方法:研究人员比较CD19微珠阳性分选、Miltenyi阴性分选与EasySep阴性分选,发现阳性分选因微珠结合CD19(BCR复合物成分)致静息B细胞IL-6本底升高、刺激指数偏低,故后续采用Miltenyi B细胞分离试剂盒II阴性分选,纯度>95%。
3.2 384孔微孔板格式支持高活力与强刺激:比较96孔与384孔及不同密度,384孔在25000细胞/孔时按每千细胞计IL-6刺激指数最高,证明微型化并降密度可行。
3.3 刺激条件优化:在384孔中滴定25000至1000细胞/孔及5种刺激方案,IL-6与TNF在各密度均可定量,GM-CSF仅在3信号可稳定检出;兼顾人B细胞异质性,选定4000细胞/孔用于MS患者B细胞测试。
3.4 在MS患者B细胞中验证刺激条件:用未治疗复发缓解型MS患者与健康者样本,发现aIgGM+aIgM合并CD40L+IL-4的3信号最适模拟致病B细胞,可诱导IL-6与GM-CSF显著改变,被选为药物筛选条件。
3.5 用Ibrutinib验证检测性能:以1 μM Ibrutinib作阳性对照,IL-6、TNF、GM-CSF的Z′因子分别为0.78、0.70、0.90;车辆对照跨六次实验CV为4.7±2.8%,IL-6效应量Cohen’s d为?0.89,显示检测稳健可筛。
3.6 七种BTK抑制剂剂量依赖抑制促炎细胞因子:六种临床BTKi加Ibrutinib在100 nM均抑制IL-6、TNF、GM-CSF>50%且不损活力;浓度-效应中Remibrutinib(文中亦写作Remebrutinib)抑炎最强,Evobrutinib最弱,各药对IL-6与GM-CSF抑制优于TNF。
讨论总结:研究人员指出该微型化原发性B细胞检测可用少至约20 mL血所获细胞筛选数百化合物,缩小转化鸿沟;抗CD20疗效先于免疫球蛋白下降,支持B细胞抗体非依赖功能,GM-CSF+IL-6+TNF+ B细胞促致病T细胞反应,重建后调节表型恢复。小分子BTKi可透过血脑屏障(BBB)作用于CNS驻留记忆B细胞,优于抗体。Tolebrutinib、Fenebrutinib等临床进展支持BTK靶向价值;但该研究缺T-B共培养与CNS微环境,供者间变异存在,4000细胞/孔不能完全代表B细胞全复杂度,未来需单细胞RNA测序(scRNA-seq)与类器官补充。
结论部分翻译:研究人员建立并经由Ibrutinib验证了384孔微孔板格式的优化原发性B细胞检测法。此外,研究人员证实六种临床阶段BTK抑制剂显著影响B细胞活化及IL-6、TNF与GM-CSF的分泌。