Natural Killer (NK) cellterapi är en lovande kandidat för cancerbehandling på grund av dess förmåga att känna igen och döda cancerceller. Adoptiv överföring av expanderade autologa eller allogena NK-celler har visat sig förbättra patientresultaten, särskilt i fall av akut myeloid leukemi (AML) efter stamcellstransplantation. En stor utmaning förknippad med NK-cellterapi är dock att få en tillräcklig mängd NK-celler för att uppnå meningsfulla terapeutiska resultat. Nuvarande metoder för att expandera NK-celler innebär ofta att T-celler avlägsnas från blodet, eftersom T-celler utgör över 50 % av blodets cellpopulation, medan NK-celler endast utgör cirka 10 %. Strategin för att ta bort T-celler involverar vanligtvis användningen av immunomagnetiska metoder, som kräver utbildad personal, är dyra och kräver god tillverkningssed (GMP) för att säkerställa metodens giltighet. Detta projekt syftade till att ta itu med denna fråga genom att etablera ett samodlingssystem mellan NK- och T-celler för att fungera som en modell för NK-expansion från patientens blod, vilket skulle kunna förbättra effektiviteten av cancerbehandling. Projektet syftade också till att undersöka det metaboliska beteendet (skillnader i näringsbehov och biprodukttolerans) mellan de två celltyperna. De två första experimenten med Jurkat gjordes med användning av en modifierad DMEM/RPMI och RPMI 1640-mediet under varierande glukos- och glutaminmålförhållanden. Resultatet från dessa två experiment visar att det modifierade DMEM/RPMI-mediet stödjer tillväxten av Jurkat-celler. Dessutom var produktionen av biprodukter inklusive laktat och ammoniak lägre i detta medium. Emellertid var glukos och glutamin avgörande för Jurkat-celltillväxt eftersom uppenbar konsumtion observerades under odlingsperioden. Det tredje experimentet syftade till att bedöma den negativa/reducerande effekten av glukos- och glutamintillstånd på Jurkat-celler. Resultaten från detta experiment applicerades sedan på NK-92-cellexpansion (fjärde experimentet). Det femte experimentet involverade samodling av båda celltyperna, med början med ett förhållande på 10% NK-celler till 90% Jurkat-celler, en ny celldiameterbaserad distributionsmetod användes för att förutsäga procentandelen NK-92-celler under samodlingen. Från dag 3 till dag 4 var det en ökning av andelen NK-celler, särskilt inom cellstorleksintervallet där de vanligtvis förekommer (17,4 µm). NK-cellerna utökades från 10 % på dag 0 till 52 % (i tillstånd med 2 mM glukos, 2 mM glutamin) på dag 3 och 45 % i tillstånd med 2 mM (glukos), 0,15 mM glutamin på dag 2. Sammantaget uppnådde denna studie framgångsrikt projektets mål att utveckla en samodlingsmodell genom att studera de enskilda cellinjernas metaboliska beteende. Ytterligare studier behövs för att undersöka effekterna av Interleukin 2 (IL-2) som produceras av Jurkat-celler på NK-celler. Dessutom skulle experiment med fler glukos- och glutaminmålkoncentrationer under längre odlingsperioder erbjuda en mer omfattande förståelse av samodlingssystemet, inklusive dess långsiktiga livskraft och celltillväxten av dessa cellinjer. / Natural Killer (NK) cell therapy is a promising candidate for cancer treatment due to its ability to recognize and kill cancer cells. The adoptive transfer of expanded autologous or allogenic NK cells has shown to improve patient outcomes, especially in cases of Acute Myeloid Leukemia (AML) following stem cell transplantation. However, a major challenge associated with NK cell therapy is obtaining a sufficient amount of NK cells to achieve meaningful therapeutic outcomes. Current methods for expanding NK cells often involve the removal of T cells from the blood, as T cells constitute over 50% of the blood's cell population, while NK cells make up only about 10%. The strategy to remove T cells typically involves the use of immunomagnetic beads, which require trained personnel, are expensive, and necessitate good manufacturing practices (GMP) to ensure the method's validity. This project aimed to address this issue by establishing a coculture system between NK and T cells to serve as a model for NK expansion from the patient blood which could improve the effectiveness of cancer treatment. The project also aimed at investigating the metabolic behavior (differences in nutrient demands and byproduct tolerance) between the two cell types. The first two experiment with Jurkat was done using a modified DMEM/RPMI and the RPMI 1640 media under varying glucose and glutamine target conditions. The result from these two experiments shows that the modified DMEM/RPMI media support the growth of Jurkat cells. In addition, the production of byproducts including lactate and ammonia were lower in this media. However, glucose and glutamine were crucial for Jurkat cells growth as evident consumption was observed during the culture period. The third experiment aimed to assess the negative/reducing impact of glucose and glutamine conditions on Jurkat cells. The findings from this experiment were then applied to NK-92 cells expansion (fourth experiment). The fifth experiment involved coculturing both cell types, starting with a ratio of 10% NK cells to 90% Jurkat cells, a new cell diameter based distribution method was used to predict the percentage of NK-92 cells during the coculture. From day 3 to day 4, there was an increase in the percentage of NK cells, particularly within the cell size range where they typically occur (17,4 µm). The NK cells were expanded from 10% on day 0 to 52% (in condition with 2mM glucose, 2mM glutamine) on day 3 and 45% in condition with 2mM(glucose), 0,15mM glutamine on day 2. Overall, this study successfully achieved the project's aim of developing a coculture model through studying the metabolic behavior of the individual cell lines. However, further studies are needed to investigate the effects of Interleukin 2 (IL-2) produced by Jurkat cells on NK cells. Moreover, conducting experiments with more glucose and glutamine targets concentrations over extended culture periods would offer a more comprehensive understanding of the coculture system, including its long-term viability and the cell growth of these cell lines.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-348676 |
| Date | January 2024 |
| Creators | Haruna, Nana Firdausi Garba |
| Publisher | KTH, Industriell bioteknologi |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-CBH-GRU ; 2024:253 |
Page generated in 0.0019 seconds