Назад
Иммунные клетки, запрограммированные на более умную атаку на опухоли, уменьшили опухоли мозга и яичников в исследованиях на мышах, где не модифицированные иммунные клетки не справились. Эта технология может быть использована для лечения рака, а также дегенеративных заболеваний мозга.
"У нас есть больше возможностей контролировать действия клетки, когда она достигает очага заболевания", - говорит Коул Ройбал из Калифорнийского университета в Сан-Франциско. "Мы можем программировать очень специфические функции".
Наш организм естественным образом уничтожает многие зарождающиеся раковые опухоли, но иногда Т-клетки не могут распознать раковые клетки. Один из способов лечения рака, которому удается уклониться от иммунной системы, - генетически модифицировать Т-клетки для выработки рецептора, который помогает им нацелиться на специфический белок на поверхности раковой клетки. Такие клетки называются CAR (химерный антигенный рецептор) T-клетки.
CAR-T-терапия вылечила несколько человек, в результате чего в США в 2017 году были одобрены две ее формы. Но есть и серьезные ограничения. Этот подход был эффективен только против рака крови, такого как лейкемия, но не против солидных опухолей. И он может иметь очень серьезные - даже смертельные - побочные эффекты, если Т-клетки уничтожают нераковые клетки, на поверхности которых также есть целевой белок.
Эти проблемы связаны между собой. Одна из причин, по которой CAR-T-терапия не работает при солидных опухолях, заключается в том, что не все клетки в таких опухолях экспрессируют единственный, уникальный белок, говорит Ройбал. Поэтому его сотрудники разработали новый тип рецепторного белка, который работает по-другому. Вместо того чтобы вызывать мгновенную атаку, эти рецепторы Т-клеток включают любой нужный ген или гены, когда они распознают белок-мишень. Это может быть любой белок по выбору исследователей, поэтому данный метод может быть использован не только для лечения рака, но и для лечения заболеваний мозга.
Группа Ройбала сконструировала этот рецептор таким образом, чтобы он распознавал белок, характерный для некоторых клеток опухолей головного мозга, называемых глиобластомами. Затем рецептор активировал ген для стандартного CAR-T рецептора, который нацелен на белок, обнаруженный на более широком спектре опухолевых клеток и на здоровых клетках. Важно, однако, что поражающий эффект был ограничен средой опухоли, где присутствуют оба белка: если созданные клетки покидают опухоль, ген CAR-T снова отключается.
В ходе экспериментов на мышах этот подход привел к уменьшению размеров глиобластомы и предотвращению рецидивов в тех случаях, когда обычная CAR-T терапия либо не работала, либо не предотвращала рост опухоли. В отдельном исследовании на животных аналогичные результаты были получены при раке яичников и мезотелиомах.
Стандартные CAR T-клетки, похоже, относительно быстро истощаются и погибают, говорит Ройбал. Умные SynNotch-CAR T-клетки дольше сохраняются в организме, что важно для предотвращения рецидивов, говорит он.
"Мы решаем множество проблем, связанных с солидными опухолями", - говорит Ройбал. "Впереди еще много работы, но мы сделали серьезные шаги".
Например, опухоли часто выделяют факторы, которые подавляют иммунный ответ. Его группа планирует создать умные CAR-T клетки, которые будут выделять другие факторы, противодействующие этому, и стимулировать более широкий иммунный ответ против опухолей.
Его сотрудники также готовят терапию, используемую на мышах, к испытаниям на людях, которые могут занять пару лет. Эти испытания будут включать в себя удаление иммунных клеток пациента и их генную инженерию перед тем, как поместить их обратно в организм. В долгосрочной перспективе, возможно, удастся лечить людей, используя "готовые" клетки, что значительно сократит расходы.
Ниже аннотации двух статей о SynNotch-CAR T-клетках:
Два основных препятствия в терапии солидных опухолей химерными антигенными рецепторами (CAR) Т-клеток - это обеспечение специфичности для опухолевых клеток, не затрагивающей здоровые клетки, и потеря эффективности из-за потери антигена. Для решения этих проблем была разработана технология синтетических Notch (synNotch)-CAR Т-клеток, нацеленных на антигены солидных опухолей, и использована для лечения мезотелиомы, рака яичников и глиобластомы в мышиных моделях (Hyrenius-Wittsten et al. и Choe et al.). В обоих исследованиях авторы продемонстрировали, что synNotch-CAR Т-клетки лучше контролировали опухоли, чем традиционные CAR Т-клетки, и не приводили к токсичности или повреждению здоровых тканей. Эти результаты позволяют предположить, что Т-клетки synNotch-CAR могут стать эффективной стратегией лечения солидных опухолей.
Первая клинически одобренная терапия с использованием инжиниринговых химерных антигенных рецепторов (CAR) Т-клеток является удивительно эффективной в подгруппе гематологических злокачественных опухолей с небольшим количеством терапевтических вариантов. Хотя эти клинические успехи были захватывающими, CAR Т-клеточная терапия столкнулась с препятствиями при лечении солидных опухолей включая отсутствие высокоспецифичных для опухоли антигенов, открывающих возможность возникновения опасных для жизни токсических эффектов "on-target/off-tumor", а также проблемы с проникновением Т-клеток в солидную опухоль и персистентной активностью в супрессивной опухолевой микросреде.
В данном исследовании мы улучшаем специфичность и стойкую противоопухолевую активность терапевтических Т-клеток с помощью синтетических схем Notch (synNotch) CAR. Мы идентифицировали щелочную фосфатазу плацентарного типа 2 (ALPPL2) как опухолеспецифический антиген, экспрессируемый в спектре солидных опухолей, включая мезотелиому и рак яичников. ALPPL2 может выступать в качестве единственной мишени для CAR-терапии или комбинироваться с опухолеассоциированными антигенами, такими как молекула адгезии клеток меланомы (MCAM), мезотелин или рецептор 2 эпидермального фактора роста человека (HER2) в комбинаторных антигенных схемах synNotch CAR.
Т-клетки CAR SynNotch демонстрируют превосходный контроль над опухолью по сравнению с Т-клетками, конститутивно экспрессирующими CAR, нацеленные на те же антигены в мышиных моделях мезотелиомы человека и рака яичников. Это было достигнуто благодаря предотвращению тонической сигнализации, опосредованной CAR, посредством экспрессии, контролируемой synNotch, что позволяет Т-клеткам сохранять долговременную память и не истощенный фенотип. В совокупности мы считаем ALPPL2 клинически жизнеспособной мишенью клеточной терапии при различных солидных опухолях и демонстрируем многосторонние терапевтические преимущества CAR Т-клеток synNotch.
Лечение солидных раков химерными антигенными рецепторами (CAR) Т-клеток затруднено из-за отсутствия идеальных целевых антигенов, которые были бы абсолютно опухолеспецифичны и однородно экспрессировались. Мы показали, что мультиантигенные схемы распознавания "прайм-энд-килл" обеспечивают гибкость и точность для преодоления этих проблем в контексте глиобластомы. Рецептор synNotch, распознающий специфический праймирующий антиген, такой как гетерогенный, но специфичный для опухоли глиобластомы неоантиген эпидермального рецептора фактора роста сплайс вариант III (EGFRvIII) или тканеспецифический антиген центральной нервной системы миелиновый олигодендроцитарный гликопротеин (MOG), может быть использован для локального индуцирования экспрессии CAR.
Это позволяет тщательно, но контролируемо уничтожать опухолевые клетки, нацеливаясь на антигены, которые являются однородными, но не абсолютно опухолеспецифичными. Более того, экспрессия CAR, регулируемая synNotch, предотвращает тоническую сигнализацию и истощение, поддерживая большую долю Т-клеток в состоянии памяти наивных/стволовых клеток. У иммунодефицитных мышей, несущих внутримозговые ксенотрансплантаты, полученные от пациентов (patient-derived xenografts - PDXs) с неоднородной экспрессией EGFRvIII, однократная внутривенная инфузия synNotch-CAR Т-клеток EGFRvIII продемонстрировала более высокую противоопухолевую эффективность и долговечность Т-клеток по сравнению с обычными конститутивно экспрессируемыми CAR Т-клетками, без внутриопухолевой гибели.
Т-клетки, трансдуцированные с помощью схемы synNotch-CAR, праймированной специфическим для ЦНС антигеном MOG, также демонстрировали точный и мощный контроль над внутримозговыми PDX без признаков прайминга за пределами мозга. Таким образом, используя схемы, объединяющие распознавание нескольких несовершенных, но взаимодополняющих антигенов, мы улучшаем специфичность, полноту и персистенцию Т-клеток, направленных против глиобластомы, обеспечивая общую стратегию распознавания, применимую к другим солидным опухолям.
