Programmed death-1 (PD-1) is a strong negative regulator of T lymphocytes in tumor-microenvironment. By engaging PD-1 ligand (PD-L1) on tumor cells, PD-1 on T cell surface inhibits anti-tumor reactivity of tumor-infiltrating T cells. Systemic blockade of PD-1 function using blocking antibodies has shown significant therapeutic efficacy in clinical trials. However, approximately 10 to 15% of treated patients exhibited serious autoimmune responses due to the activation of self-reactive lymphocytes. To achieve selective activation of tumor-specific T cells, we generated T cells expressing a dominant-negative deletion mutant of PD-1 (PD-1 decoy) via retroviral transduction. PD-1 decoy increased IFN-γ secretion of antigen-specific T cells in response to tumor cells expressing the cognate antigen. Adoptive transfer of PD-1 decoy-expressing T cells into tumor-bearing mice potentiated T cell-mediated tumor regression. Thus, T cell-specific blockade of PD-1 could be a useful strategy for enhancing both efficacy and safety of anti-tumor T cell therapy.
Background: Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) gene-transduced tumor cell vaccines induce very potent systemic anti-tumor immunity in preclinical and clinical models. Our previous phase I clinical trial in patients with metastatic renal cell carcinoma (RCC) has demonstrated both immune cell infiltration at vaccine sites and T cell-mediated delayed-type hypersensitivity (DTH) response to whole tumor cell vaccines. Methods: To investigate the immune responses to autologous genetically- modified tumor cell vaccines, tumor-specific $CD8^+$ T cell lines were generated from peripheral blood lymphocytes (PBL) of a RCC patient 1.24 by repeated in vitro stimulation with either B7.1-transduced autologous RCC tumor cells or B7.1-transduced autologous tumor cells treated with interferon gamma ($IFN{\gamma}$), and cloned by limiting dilution. Results: Among several RCC-specific cytotoxic T lymphocytes (CTLs), a $CD4^+/CD8^+$ double positive T cell clone (17/A2) appeared to recognize $IFN{\gamma}$-treated autologous RCC restricted by HLA-B39. The 17/A2 also recognized other HLA-B39 positive RCC tumor cells after $IFN{\gamma}$ treatment. Conclusion: These results demonstrate that autologous RCC vaccination successfully generates the tumor-specific CTL 17/A2, and suggest that the presentation and recognition of the tumor antigen by the 17/A2 might be upregulated by $IFN{\gamma}$.
The purpose of this study was to establish an in vitro culture method of tumor-specific T cells, and determine the efficacy of the cultured tumor-specific cytotoxic T-lymphocytes (CTL) as an agent of anti-tumor immunotherapy against a murine lymphoma, TIMI.4. Tumor-specific T-lymphocytes derived from C57BL/6 mice (thy-1.2) immune to TIMI.4 were activated by in vitro stimulation with the irradiated TIMI.4 cells, and expanded by restimulation with TIMI.4 in the presence of the concanavalin A-stimulated rat spleen culture supernatant, and splenic antigen-presenting cells. In vitro restimulation enhanced markedly the proportion of $CD8^+$, a predominant surface marker of CTL and the cytotoxic activity in the cultured immune T cell population. The resulting TIMI.4-specific T cells were adoptively transferred into nude mice. The tumor cells residing in the host after 7 days of adoptive transfer to B6.PL (thy-1.1) mice were quantified by use of an antibody directed to the thy-1.2 allele. The TIMI.4 cells in the recipient nude mice were decreased in a dose-dependent manner. Anti-tumor activity of the TIMI.4-specific T cells was also demonstrated by a survival test, where the tumor-bearing nu/nu mice which received the activated T-cells survived about 30% longer than the control mice which received the tumor cells alone. These suggest that adoptive transfer of TIMI.4-specific T cells could be a candidate for effective therapy of the murine lymphoma.
Among the therapeutic strategies in cancer immunotherapy-such as immune-modulating antibodies, cancer vaccines, or adoptive T cell transfer-T cells have been an attractive target due to their cytotoxicity toward tumor cells and the tumor antigen-specific binding of their receptors. Leveraging the unique properties of T cells, chimeric antigen receptor-T cells and T cell receptor (TCR)-T cells were developed through genetic modification of their receptors, enhancing the specificity and effectiveness of T cell therapy. Adoptive cell transfer of chimeric antigen receptor-T cells has been successful for the treatment of hematological malignancies. To expand T cell therapy to solid tumors, T cells are modified to express defined TCR targeting tumor associated antigen, which is called TCR-T therapy. This review discusses anti-tumor T cell therapies, with a focus on engineered TCR-T cell therapy. We outline the characteristics of TCR-T cell therapy and its clinical application to non-hematological malignancies.
Kim, Kwang-Dong;Kim, Jin-Koo;Kim, Se-Jin;Choe, In-Seong;Chung, Tae-Hwa;Choe, Yong-Kyung;Lim, Jong-Seok
Archives of Pharmacal Research
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제22권4호
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pp.340-347
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1999
Dendritic cells (DCs) are potent professional antigen-presenting cells (APC) capable of inducing the primary T cell response to antigen. Although tumor cells express target antigens, they are incapable of stimulating a tumor-specific immune response due to a defect in the costimulatory signal that is required for optimal activation of T cells. In this work, we describe a new approach using tumor-DC coculture to improve the antigen presenting capacity of tumor cells which does not require a source of tumor-associated antigen. Immunization of a weakly immunogenic and progressive tumor cocultured with none marrow-derived DCs generated an effective tumor vaccine. Immunization with the cocutured DCs was able to induce complete protectiv immunity against tumor challenges and was effective for the induction of tumor-specific CTL (cytotoxic T lymphocyte) activity. Furthermore, high NK cell activity was observed in mice in which tumors were rejected. In addition, immunization with tumor-pulsed DC s induced delayed tumor growth, but not tumor eradication in tumor-bearing mice. Our results demonstrate that coculture of DCs with tumors generated antitumor immunity due to the NK cell activation as well as tumor-specific T cell. This approach would be used for designing tumor vaccines using DCs when the information about tumor antigens is limited.
Sang-Hyun Kim;Ha-Eun Park;Seong-Un Jeong;Jun-Hyeok Moon;Young-Ran Lee;Jeong-Ki Kim;Hyunseok Kong;Chan-Su Park;Chong-Kil Lee
IMMUNE NETWORK
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제21권6호
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pp.44.1-44.15
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2021
Tumor peptides associated with MHC class I molecules or their synthetic variants have attracted great attention for their potential use as vaccines to induce tumor-specific CTLs. However, the outcome of clinical trials of peptide-based tumor vaccines has been disappointing. There are various reasons for this lack of success, such as difficulties in delivering the peptides specifically to professional Ag-presenting cells, short peptide half-life in vivo, and limited peptide immunogenicity. We report here a novel peptide vaccination strategy that efficiently induces peptide-specific CTLs. Nanoparticles (NPs) were fabricated from a biodegradable polymer, poly(D,L-lactic-co-glycolic acid), attached to H-2Kb molecules, and then the natural peptide epitopes associated with the H-2Kb molecules were exchanged with a model tumor peptide, SIINFEKL (OVA257-268). These NPs were efficiently phagocytosed by immature dendritic cells (DCs), inducing DC maturation and activation. In addition, the DCs that phagocytosed SIINFEKL-pulsed NPs potently activated SIINFEKL-H2Kb complex-specific CD8+ T cells via cross-presentation of SIINFEKL. In vivo studies showed that intravenous administration of SIINFEKL-pulsed NPs effectively generated SIINFEKL-specific CD8+ T cells in both normal and tumor-bearing mice. Furthermore, intravenous administration of SIINFEKL-pulsed NPs into EG7.OVA tumor-bearing mice almost completely inhibited the tumor growth. These results demonstrate that vaccination with polymeric NPs coated with tumor peptide-MHC-I complexes is a novel strategy for efficient induction of tumor-specific CTLs.
T cells are attractive targets for the development of immunotherapy to treat cancer due to their biological features, capacity of cytotoxicity, and antigen-specific binding of receptors. Novel strategies that can modulate T cell functions or receptor reactivity provide effective therapies, including checkpoint inhibitor, bispecific antibody, and adoptive transfer of T cells transduced with tumor antigen-specific receptors. T cell-based therapies have presented successful pre-clinical/clinical outcomes despite their common immune-related adverse effects. Ongoing studies will allow us to advance current T cell therapies and develop innovative personalized T cell therapies. This review summarizes immunotherapeutic approaches with a focus on T cells. Anti-cancer T cell therapies are also discussed regarding their biological perspectives, efficacy, toxicity, challenges, and opportunities.
Background: As a potent antigen presenting cell and a powerful inducer of antigen specific immunity, dendritic cells (DCs) are being considered as a promising anti-tumor therapeutic module. The expected therapeutic effect of DCs in renal cell carcinoma was tested in the mouse model. Established late-stage tumor therapeutic (E-T) and minimal residual disease (MRD) model was considered in the in vivo experiments. Methods: Syngeneic renal cell carcinoma cells (RENCA) were inoculated either subcutaneously (E-T) or intravenously (MRD) into the Balb/c mouse. Tumor cell lysate pulsed-DCs were injected twice in two weeks. Intraperitoneal DC injection was started 3 week (E-T model) or one day (MRD model) after tumor cell inoculation. Two weeks after the final DC injection, the tumor growth and the systemic immunity were observed. Therapeutic DCs were cultured from the bone marrow myeloid lineage cells with GM-CSF and IL-4 for 7 days and pulsed with RENCA cell lysate for 18 hrs. Results: Compared to the saline treated group, tumor growth (E-T model) or formation (MRD model) was suppressed in pulsed-DC treated group. RENCA specific lymphocyte proliferation was observed in the RENCA tumor-bearing mice treated with pulsed-DCs. Primary cytotoxic T cell activity against RENCA cells was increased in pulsed-DC treated group. Conclusion: The data suggest the possible anti-tumor effect of cultured DCs in established or minimal residual disease/metastasis state of renal cell carcinoma. Systemic tumor specific immunity including cytotoxic T cell activity was modulated also in pulsed-DC treated group.
Tregs have a role in immunological tolerance and immune homeostasis by suppressing immune reactions, and its therapeutic potential is critical in autoimmune diseases and cancers. There have been multiple studies conducted on Tregs because of their roles in immune suppression and therapeutic potential. In tumor immunity, Tregs can promote the development and progression of tumors by preventing effective anti-tumor immune responses in tumor-bearing hosts. High infiltration of Tregs into tumor tissue results in poor survival in various types of cancer patients. Identifying factors specifically expressed in Tregs that affect the maintenance of stability and function of Tregs is important for understanding cancer pathogenesis and identifying therapeutic targets. Thus, manipulation of Tregs is a promising anticancer strategy, but finding markers for Treg-specific depletion and controlling these cells require fine-tuning and further research. Here, we discuss the role of Tregs in cancer and the development of Treg-targeted therapies to promote cancer immunotherapy.
Du, Yong;Chen, Xin;Lin, Xiu-Qing;Wu, Wei;Huang, Zhi-Ming
Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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제16권7호
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pp.2665-2669
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2015
CD4+CD25+regulatory T cells (Tregs) play a key role in regulation of immnue response and maintenance of self-tolerance. Studies have found Tregs could suppress tumor-specific T cell-mediated immune response and promote cancer progression. Depletion of Tregs can enhance antitumor immunity. Dendritic cells (DCs) are professional antigen-presenting cells and capable of activating antigen-specific immune responses, which make them ideal candidate for cancer immunotherapy. Now various DC vaccines are considered as effective treatment for cancers. The aim of this study was to evaluate variation of Tregs in BALB/C mice with hepatocellular carcinoma and investigate the interaction between tumor-derived Tregs, effector T cells (Teff) and splenic DCs. We found the percentages of Tregs/CD4+ in the peripheral blood of tumor-bearing mice were higher than in normal mice. Tumor-derived Tregs diminished the up-regulation of costimulatory molecule expression on splenic DCs, even in the presence of Teff cells and simultaneously inhibited IL-12 and $TNF-{\alpha}$ secretion by DCs.
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