Усиление терапии CAR-T-клетками из-под кожи

Важные новости

Ускорение АВТОМОБИЛЯ -Т-клеточная терапия из-под кожи

Каркасы, усиливающие Т-клетки, можно локально инъецировать под кожу после терапии CAR-T-клетками и позволить циркулирующим CAR-T-клеткам проникнуть в их трехмерную пористую структуру каркаса. Там CAR-T-клетки активируются и начинают размножаться, прежде чем они в конечном итоге попадут в кровоток для выполнения системных противоопухолевых функций. Как показано справа, TES высвобождает интерлейкин IL-2, который стимулирует размножение CAR-T-клеток, а также анти-CD3 и анти-CD28, два антитела, которые, подобно опухолевым антигенам, презентируются антигенпрезентирующей клеткой (APC). иммунной системы, стимулируют CAR-T-клетки к дифференцировке в «эффекторные Т-клетки», убивающие опухолевые клетки. Фото: Институт Висса Гарвардского университета

CAR-T-клеточная терапия меняет методы лечения ранее неизлечимого рака крови. Шесть одобренных продуктов CAR-T были применены более чем 20 000 человек, и в настоящее время проводится более 500 клинических испытаний. Однако, согласно недавнему исследованию, проведенному в Массачусетской больнице общего профиля, среди 100 пациентов, страдающих лимфомами, миеломами или острыми В-клеточными лимфобластными лейкозами, которых лечили CAR-T-клеточной терапией, у 24% наблюдался только частичный ответ, а у 20% наблюдался лишь частичный ответ. вообще не реагирует — и это типичные показатели успеха для пациентов, получающих терапию CAR-T.

CAR-T-клетки создаются из собственных иммунных Т-клеток пациента путем введения в их молекулярный репертуар так называемых «химерных антигенных рецепторов» (CAR), которые позволяют им искать и убивать определенные раковые клетки. После трудоемкой и дорогостоящей разработки и усиления вне организма их повторно вводят тому же пациенту в качестве живого лекарственного средства.

Исследователи-онкологи подозревают, что неутешительные результаты лечения могут быть результатом нескольких обстоятельств, в том числе низкого качества продуктов CAR-T-клеток, которые вводятся пациентам, или того, что CAR-T-клетки не сохраняются достаточно долго у пациентов или истощаются в их опухоли. боевые способности. Срочно необходимы новые терапевтические стратегии, которые могут помочь преодолеть эти недостатки и еще больше повысить качество и эффективность CAR-T-клеток во время их производства или даже в организме пациентов.

Теперь исследовательская группа из Wyss Институт биологической инженерии Гарвардского университета и Гарвардская школа инженерных и прикладных наук Джона А. Полсона (SEAS) разработали простое вмешательство в виде биоразлагаемого каркасного материала, который можно локально вводить под кожу и использовать для рестимуляции CAR. Т-клетки после их введения для повышения их терапевтической эффективности.

У мышей, у которых развилась агрессивная опухоль крови и которых лечили неизлечивающей дозой CAR-T-клеток, разработанный командой «каркас, усиливающий Т-клетки» (TES), значительно сдерживал рост опухоли и продлевал выживаемость животных. Повышенная терапевтическая эффективность CAR-T-клеток была обусловлена ​​способностью TES увеличивать количество CAR-T-клеток в кровообращении, а также управлять их дифференцировкой в ​​подтипы Т-клеток, убивающие опухоли. Результаты опубликованы в журнале Nature Biomedical Engineering.

«Хотя нашу стратегию необходимо адаптировать к человеческим потребностям и условиям, она потенциально предлагает безопасный и простой путь для дальнейшего улучшения терапии CAR-T-клетками у пациентов с плохим ответом», — сказал член основного факультета Wyss Дэвид Муни, доктор философии. Д., который руководил исследованием. «У него также может быть потенциал в будущем, чтобы упростить чрезвычайно сложное и дорогостоящее производство CAR-T-клеток путем переноса части процесса в тела пациентов». Муни также является профессором биоинженерии семьи Роберта П. Пинкаса в SEAS.

Был разработан ряд подходов, стимулирующих CAR-T-клетки, которые, помимо введения CAR-рецепторов, внесли другие генетические модификации в T-клетки пациентов. клетки для лучшего поддержания своей терапевтической эффективности (внутренние клетки) или которые, под влиянием вакцин, воздействуют на другие части иммунной системы, чтобы поддержать CAR-T-клетки в атаке опухолевых клеток (внешние клетки).

Однако большинство из них связаны с новыми проблемами, включая еще более сложные манипуляции с клетками во время производства CAR-T-клеток и контроль поведения полученных клеток в случае внутренних методов клетки или непредвиденные побочные эффекты в организме в случае внеклеточные методы.

Создание псевдолимфоузла под кожей

«Ранее наша команда разработала каркасы из биоматериалов, которые позволили размножать Т-клетки для иммунотерапии в культуральной чашке, имитируя антигенпрезентирующие клетки (АПК), которые обычно перепрограммируют Т-клетки в лимфатических узлах, представляя им опухолевые антигены. Мы выдвинул гипотезу, что эта базовая концепция также может быть применена для мощной стимуляции CAR-T-клеток в организме — TES может, по сути, функционировать как псевдолимфатические узлы», — сказал соавтор Дэвид Чжан, получивший докторскую степень. работаю в группе Муни.

Каркасы из биоматериала TES состоят из крошечных биоразлагаемых стержней из мезопористого кремнезема (MSR), которые при инъекции под кожу самособираются в трехмерные, проницаемые для клеток каркасные структуры и соединяются с кровообращением через мелкие кровеносные сосуды. ТЭС содержат растворимую молекулу, известную как интерлейкин-2 (IL-2), которая постоянно высвобождается и стимулирует размножение Т-клеток, попадающих в ТЭС из кровообращения.

Кроме того, MSR покрыты двойным слоем липидов, имитирующим внешнюю клеточную мембрану APC, с которой Т-клетка может столкнуться в лимфатическом узле. Этот липидный слой представляет две молекулы антител, анти-CD3 и анти-CD28, рецептору Т-клеток на поверхности Т-клеток аналогично тому, как опухолевые антигены, представленные APC, обычно стимулируют рецепторы. Затем это заставляет CAR-T-клетки увеличивать свое количество и дифференцироваться в подтипы Т-клеток, убивающие опухоли.

Во-первых, исследователи определили оптимальное соотношение и количество антител анти-CD3:анти-CD28 в TES, что помогло привлечь максимальное количество культивируемых CAR-T-клеток и побудить их стать «эффекторными Т-клетками» с потенциалом уничтожения опухолевых клеток. При инъекции под кожу мышам TES соединялись с сосудистой сетью животных и оставались выраженными в виде васкуляризированных узелков более трех недель.

Более 60% клеток, проникающих в их пористую сеть, были нейтрофилами, т.е. тип лейкоцитов, которые действуют как первая линия защиты иммунной системы, в то время как гораздо меньшая, но значительная часть состояла из Т-клеток, которые обычно являются частью отсроченной и гораздо более специфичной для мишени опухолевой клетки (или патогена) иммунной защиты.

Исследователи считают, что «вызывая незначительное воспаление, каркасы TES стимулируют их васкуляризацию и помогают привлечь определенные классы иммунных клеток, что усиливает иммунные клетки, пассивно путешествующие через TES», — сказал соавтор исследования Джошуа Брокман, доктор философии. который был научным сотрудником в команде Муни, а сейчас является доцентом в Университете Висконсин-Мэдисон.

«Снова удаляя инъецированные каркасы в разные моменты времени, культивируя их с CAR-T-клетками и измеряя уровень активации клеток, мы смогли сделать вывод, что TES может стимулировать CAR-T-клетки в течение как минимум семи дней после их инъекции. «

Тестирование опухолей

Чтобы проверить потенциал TES в качестве усилителя терапии, команда использовала клинически значимую мышиную модель лимфомы Беркитта человека — рака крови, вызванного превращением B-клеток в раковые и поражающими многие органы. Сначала они вводили мышам клетки лимфомы человека, а затем давали им лечебную дозу CAR-T-клеток, разработанных против этой опухоли, прежде чем вводить TES под кожу животных.

Важно, что TES содержал полный набор IL-2, анти-CD3 и анти-CD28 факторов увеличило количество циркулирующих CAR-T-клеток более чем в пять раз по сравнению с пустым TES, в котором отсутствуют три фактора, и больше CAR-T-клеток приобрели потенциал уничтожения опухолевых клеток. . Когда в тех же условиях использовались более низкие дозы CAR-T-клеток, которых было недостаточно для лечения рака (сублечебные дозы), CAR-T-клетки размножались еще больше.

«TES поглотил CAR-T-клетки в свою пористую структуру, где они усилили их пролиферацию, активацию и дифференцировку и, в конечном итоге, их выход в кровоток для выполнения своих функций по уничтожению опухолей», — резюмировал Чжан.

< p>«И, что важно, в то время как животные с лимфомой, получившие субкурабельные дозы CAR-T-клеток и пустой TES, быстро погибали от распространяющегося рака, животные, которым вводили CAR-T-клетки плюс полностью функциональные TES, выживали гораздо дольше.» <р>Брокман добавил, что «эта агрессивная модель мышиной лимфомы стала идеальным инструментом для подтверждения концепции. Однако она соответствует онкологическому пациенту на поздних стадиях заболевания, лечение которого требует большого потенциала цитотоксических Т-клеток. При дальнейшем переносе TES на пациентов-людей могут потребоваться даже более долгосрочные и сбалансированные подходы, которые также улучшают память CAR-T-клеток об опухолях».

«Это исследование, проведенное группой Дэйва Муни, демонстрирует возможности использования инженерии для имитации многоклеточных взаимодействий, которые имеют решающее значение для способности нашей иммунной системы бороться с раком. Эта технология может иметь большое значение для изменения жизни многих больных раком, получающих терапию CAR-T. которые еще не получили от них пользы», — сказал директор-основатель Wyss Дональд Ингбер, доктор медицинских наук, который также является профессором сосудистой биологии Джуды Фолкмана в Гарвардской медицинской школе и Бостонской детской больнице и профессором Хансьерга Висса. Биоинспирированная инженерия в SEAS.

Другими авторами исследования являются Кваси Аду-Берчи, Ютонг Лю, Йоав Биненбаум, Ирен де Лазаро, Мигель Собрал и Ри Треса.

< br>
Дополнительная информация: Дэвид К.Ю. Чжан и др., Подкожные биоразлагаемые каркасы для рестимуляции противоопухолевой активности предварительно введенных клеток CAR-T, Nature Biomedical Engineering (2024 г.) ). DOI: 10.1038/s41551-024-01216-4

Информация журнала: Природная биомедицинская инженерия Предоставлено Гарвардским университетом

Новости сегодня

Последние новости