Иммунный крот

Коммерческий и научный успех трех самых знаменитых иммунных препаратов последних нескольких лет, ипилимумаба, ниволумаба и пембролизумаба, вдохновил многих разработчиков попробовать себя на ниве иммунотерапии опухолевых заболеваний.

Это направление сейчас развивается очень динамично. Еще несколько лет назад в онкологических исследованиях преобладали так называемые «таргетные препараты», преимущественно низкомолекулярные ингибиторы рецепторов ростовых факторов и антитела против этих рецепторов. А теперь, что ни протокол – либо биспецифическое антитело, либо химерическая Т-клеточная конструкция, либо генетически модифицированная вакцина.

Сегодня расскажу про еще одну любопытную разработку от американской компании Heat Biologics. Это маленькая биотехнологическая фирма, основанная в 2008 году двумя исследователями из университета Майами, которые в 2011 году переехали в Северную Каролину, где им предложили инвестиции для стартапа.

У Heat Bio в разработке только два препарата – Viagenpumatucel-L и Vesigenurtacel-L. Это генетически модифицированные клеточные вакцины против аденокарциномы легкого и неинвазивного рака мочевого пузыря.

Вакцины построены на основе общей платформы – ImPACT™ Therapy. FDA уже выдала на эти препараты определение Fast Track – что-то вроде «зеленой волны», то есть максимальное бюрократическое благоприятствование на пути к регистрации.

Что такое ImPACT™?

Для начала, это живые клетки опухолевой линии легкого или мочевого пузыря. Они имеют аллогенное человеческое происхождение, то есть они получены не у пациента, которого планируется лечить, а в лаборатории.

В эти клетки плазмидом вводят ген, кодирующий белок gp96. Этот белок относится к семейству «белков теплового шока», названных так в связи с их открытием – их обнаружили при повышении температуры тела у дрозофил. Позже, однако, выяснилось, что усиление экспрессии этих белков нарастает не только при изменении температуры, но и вообще –  в условиях любого клеточного стресса.

Белки теплового шока выполняют роль защитников, транспортеров и разрушителей клеточных белков. Защитников еще называют «шапероны», от французского перевода слова капюшон. Они связываются с синтезированными в клетке белками и охраняют их структуру и правильную трехмерную конформацию.

В обычных условиях шапероны всегда остаются внутри клетки, но если она гибнет от некроза, сопровождающегося разрывом мембраны – то они оказываются снаружи. Их появление во внеклеточной среде, так же, как и появление там нуклеиновых кислот, гистоновых белков и некоторых других молекул, является сильным раздражителем для нашей иммунной системы.

«Увидев» шапероны, иммунная система «понимает», что какая-то клетка погибла в нефизиологических условиях, например, в результате инфекции, травмы, ишемии или опухолевой трансформации. Контакт иммунной клетки с шапероном является адъювантным, то есть усиливающим иммунный ответ.

Вот, специалисты Heat Biologics, у которых название компании и происходит от названия семейства белков heat shock proteins, и решили использовать белок gp96 для стимуляции иммунного ответа против опухолевой клетки.

В результате генной модификации опухолевая клетка начинает активно синтезировать gp96 и выбрасывать его наружу. При этом, gp96 захватывает с собой и все производимые внутри опухолевой клетки белки.

Клетку специально облучают, чтобы лишить ее возможности к размножению, но оставить ей способность продолжать свою жизнедеятельность и синтез белков, в том числе и из мутировавших генов.

А далее эти живые опухолевые клетки внутрикожно вводят пациенту.

Оказавшись во внеклеточном пространстве, комплекс gp96 с опухолевым антигеном связывается с Toll-like рецепторами и CD91-рецепторами на макрофагах и дендритных клетках, захватываются и кросс-презентируются в комплексе c MHC I класса антиген-специфическим Т-киллерам, то есть CD8+ Т-лимфоцитам.

Активированные лимфоциты размножаются и при встрече убивают опухолевые клетки, несущие специфичный антиген. Часть клона лимфоцитов превращается в долгоживущие клетки памяти.

У этого метода есть два потенциальных преимущества по сравнению с другими вакцинами:

• живая опухолевая клетка синтезирует весь арсенал своих антигенов, тогда как пептидные вакцины содержат только часть
• gp96, в отличие от солей алюминия, это естественный и очень мощный адъювант, способный стимулировать иммунный ответ даже в условиях низкого количества антигена

В результате этой технологии получается своеобразный «крот» — живая опухолевая клетка, которая вместо того, чтобы размножаться и метастазировать, активно «сдает» иммунный системе свои антигены, натаскивая ее на остальные клетки опухоли.

Не только опухоли

Обе вакцины сейчас проходят исследования 2 фазы. Ограниченные исследования 1 фазы уже показали неплохие результаты – эффективность Viagenpumatucel-L у пациентов, получивших эту вакцину на 3 и 4 линиях оказалась такой же, как у Ниволумаба на 2 линии.

По второму препарату данных пока не нашел.

Примечательно, что платформа ImPACT™ может быть использована не только для противоопухолевой терапии, но и против тяжелых инфекционных заболеваний. Клетку можно заставить продуцировать антигены инфекционного агента, например, вируса гепатита С или ВИЧ или возбудителя малярии.

Первые доклинические эксперименты на обезьянах уже показали, вакцина на платформе ImPACT™ может защитить от SIV – вируса иммунодефицита африканских обезьян. Есть данные и о том, что такие вакцины позволяют создать стойкий иммунный ответ на слизистых (показано в экспериментах на мышах).

Не только ImPACT™

Естественно, свет клином не сошелся на Heat Bio и их платформе. Иммунотерапия на основе генно-модифицированных клеток и их продуктов – это общее поветрие в эру нового технологического уклада.

Вот, например, компания Immune Design подписала соглашения с Merck о совместных исследованиях двух адъювантов, работающих через Toll-like рецепторы – G100 и LV305. Одновременно, они работают над специальными вирусными векторами, которые будут доставлять ген опухолевого антигена прямо в дендритные клетки кожи – Zvex™.

Думаю, что таких платформ будет появляться все больше. Для клинических исследований это означает новые технические требования к исследовательским центрам и экспертному уровню команд, а также трудности с получением одобрений на исследования, связанные с манипуляциями генетическим кодом и введение в организм пациента живых модифицированных клеток.

Но, на то и восход новой эры, чтобы пугать и удивлять.