Управляемый CAR-T

Chimeric antigen receptor T-cell – так расшифровывается эта аббревиатура. О технологии CAR-T я уже рассказал в одноименном посте, также поиском или в содержании вы сможете найти еще несколько заметок про препараты этого класса.

Суть CAR-T в создании из собственного цитотоксического Т-лимфоцита пациента особой химеры, которая вместо естественного Т-клеточного рецептора несет на себе фрагмент моноклонального антитела против нужной мишени, соединенный со внутриклеточным исполнительным доменом Т-клеточного рецептора. То есть, это такой Т-киллер, который вы можете натравить на кого угодно, а не только на те мишени, который предусмотрены для него природой.

CAR-T продемонстрировали уникальную эффективность в некоторых онкогематологических заболеваниях, в которых лимфоциты и злокачественные клетки легко встречаются друг с другом в крови, костном мозге и лимфоидной ткани, но, вот, с солидными опухолями все не так просто.

Внутри плотной ткани действуют как физические силы, описанные, например, в посте Прощай, плоская биология, так и механизмы подавления иммунной системы, о которых вы можете прочитать в Анти-PD1. Поэтому ученые ищут способы, как усовершенствовать CAR-T так, чтобы повысить их доступность и эффективность в тканях. И вот сегодня разбираем один из таких способов.

На момент написания поста FDA одобрило два CAR-T препарата:

  • Kymriah™
  • Yescarta™

Среди показаний пока только онкогематология:

  • Взрослые с крупноклеточной В-клеточной лимфомой
  • Взрослые до 25 лет с острой лимфобластной лейкемией
  • Первичная медиастинальная В-клеточная лимфома
  • В-клеточная лимфома высокой степени злокачественности

Во всех случаях речь идет о заболеваниях, которые уже спрогрессировали после нескольких предыдущих линий стандартной терапии, то есть либо были невосприимчивы к лечению (refractory disease), либо сначала ответили, а потом рецидивировали (relapsed disease).

Исследования с солидными опухолями идут, но пока на ранних стадиях и без официальных результатов. Впрочем, время от времени появляются публикации, заряженные оптимизмом, например, при использовании CAR-T против глиобластомы, против колоректального рака, рака яичников.

В прошлом году в журнале Cell Death & Disease группа итальянских ученых сформулировала основные задачи, которые необходимо решить, чтобы добиться эффективности CAR-T в лечении солидных опухолей.

Они включают:

Правильный выбор антигена-мишени: с одной стороны специфичной для конкретной опухоли, с другой критически необходимой для выживания опухолевой клетки (чтобы от нее было не просто избавиться в результате мутаций), например –

Выбор архитектуры CAR (состав ко-стимулирующих и прочих вспомогательных доменов). На сегодня существует уже четыре поколения CAR-T, и каждое новое создается с тем, чтобы улучшить инфильтрацию, выживаемость, цитотоксичность, а также иммуностимулирующие свойства Т-клетки.

А также –

  • Дизайн дозирования и режима введения CAR-T препарата
  • Трафик CAR-T клеток из крови в ткань, их удержание там и выживание
  • Лимфодеплеция перед лечением (удаление всех лимфоцитов)
  • Обеспечение цитокиновой поддержки лечения

Прошлой осенью в Nature были опубликованы результаты экспериментального исследования Heba Samaha из Каирского Children’s Cancer Hospital и ее коллег из Center for Cell and Gene Therapy при Texas Children’s Hospital и других американских и канадских клинических и исследовательских центров.

Целью их исследования стал эксперимент по улучшению миграции CAR-T лимфоцитов, специфичных против антигенов нейробластомы, сквозь гематоэнцефалический барьер в головной мозг экспериментальных животных.

Перемещение лейкоцитов из крови в ткань головного мозга через гемато-энцефалический барьер зависит от экспрессии молекул адгезии на клетках эндотелия сосудов мозга. Такие молекулы объединяют термином cell adhesion molecules.

При некоторых воспалительных заболеваниях, например рассеянном склерозе, экспрессия таких молекул на эндотелиоцитах головного мозга повышается, в результате чего ауто-активные иммунные клетки преодолевают ГЭБ и проникают в ткань мозга.

Одна из таких молекул – ALCAM (CD166), сокращенно от activated leukocyte cell adhesion molecule.

Авторы исследования выяснили, что эндотелиальные клетки сосудов опухоли головного мозга гиперэкспрессируют молекулу ALCAM, которая им нужна для регулирования процессов инвазии и метастазирования, но одновременно снижают экспрессию молекул ICAM1 и полностью выключают VCAM. Эта комбинация допускает движение опухолевых клеток, но блокирует миграцию цитотоксических Т-лимфоцитов в головной мозг.

При воспалительных заболеваниях мозга для миграции Т-киллеров из крови в ЦНС нужно два условия: первое, контакт между ALCAM и молекулой CD6 на поверхности Т-лимфоцита; второе, дополнительный ко-стимулирующий контакт молекулы LFA-1 Т-клетки с молекулами ICAM1 и VCAM1 на мембране эндотелиоцита.

А что же делать, если опухоль блокирует ICAM-1 и VCAM? В каких-то предыдущих постах я вам уже рассказывал, что в природе нет (ну, или почти нет) «выключателей». Эффект зависит от динамического баланса стимулирующих и подавляющих сил.

Если контакты с ICAM-1 и VCAM снижены, то нужно попробовать «добавить» контактов с ALCAM. Исследователи так и поступили – они решили «допилить» свой и так противоестественный CAR-T, генетически изменив структуру его молекулы CD6.

Обычно CD6 состоит из трех частей: scavenger receptor cysteine-rich (SRCR) доменов.

Из этих трех доменов (три квадратика на левой картинке: два голубых и один оранжевый) только проксимальный домен (оранжевый) отвечает за связывание с молекулой ALCAM. Два дистальных домена (голубые) не участвуют в этом контакте, и даже наоборот, насколько я понял, могут препятствовать этому взаимодействию.

Идея у авторов была простая – увеличить количество проксимальных доменов у молекулы CD6 (правая картинка) и, таким образом, усилить взаимодействие с ALCAM и попытаться преодолеть эффективный порог адгезионного взаимодействия Т-клетки и эндотелиоцита.

Так они и сделали: размножили проксимальные домены и удалили дистальные –

Затем ученые протестировали полученный CAR-T, несущий CAR-рецептор против молекулы HER2 (характерный антиген на поверхности клеток глиобластомы) и генно-модифицированную молекулу CD6 на ортотопической модели заболевания на мышах.

Оказалось, что модификация CD6 на CAR-T лимфоцитах улучшила их миграцию в ткань глиобластомы, что привело к более эффективному уничтожению опухолевых клеток. Контролем служили «обычные» CAR-Т лимфоциты (с нормальной молекулой CD6), а также группа животных без лечения.

5HS T-cells – это модифицированные CAR-Т-клетки, остальные две группы – контроль.

Динамику опухоли оценивали методом биолюминесцентной микроскопии. Как видно на фото, в контроле опухоль только росла, тогда как в экспериментальной был период полной регрессии опухоли, который затем сменился рецидивом.

Медианная общая выживаемость в группах тоже была разной:

  • 60 дней в группе, получившей модифицированные CAR-T клетки
  • 22 дня в группе, получившей «обычные» CAR-T клетки и
  • 18 дней в группе без лечения

Благодаря тому, что модифицированные клетки специфически связывались с молекулами опухолевого эндотелия, в эксперименте они инфильтрировали только опухолевую ткань – в здоровой ткани головного мозга, как и в других тканях и органах животных, исследователи их не обнаружили.

Такие дела: давно ли появились первые публикации про CAR-T, а теперь мы их уже делим на «обычные» и модифицированные. Исследователи и авторы статьи полагают, что подобными небольшими «допиливаниями» удастся повысить эффективность этой технологии настолько, что она сможет занять свое место в лечение солидных опухолей.

Говорят, в России тоже разрабатывают CAR-T, вроде бы Биокад с центром Алмазова, но я никаких деталей не знаю. Если вы в курсе – делитесь в комментариях.


Показалось интересным или полезным — подпишитесь на анонсы новых статей в наших пабликах ВКонтакте и Фейсбуке.

Добавить комментарий

Такой e-mail уже зарегистрирован. Воспользуйтесь формой входа или введите другой.

Вы ввели некорректные логин или пароль

Sorry that something went wrong, repeat again!

1комментарий

сначала новые
по рейтингу сначала новые по хронологии
1

Андрей по разработкам Биокада в области CAR-T была новость на vademecum - https://vademec.ru/news/2018/05/25/biokad-podpisala-soglashenie-o-sovmestnykh-issledovaniyakh-s-tsentrom-almazova/

А подробности можно посмотреть в не так давно вышедшей статье -

https://cyberleninka.ru/article/v/poluchenie-car-t-limfotsitov-spetsifichnyh-k-cd19-i-otsenka-ih-funktsionalnoy-aktivnosti-in-vitro

Правда я не увидел в статье, какое антитело к CD19 они использовали...